Генератор случайных сочетаний

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1462304 51)4 С 06 Р 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРР 572776, кл. С 06 Р 7/58, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 1101820, кл, С 06 Р 7/58, 1982Авторское свидетельство СССР1 Ф 1228103, кл, Ь 06 Р 7/58, 1984.(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СОЧЕТАНИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исп зовано при построении стохастических вычислительных устройств. Цельизобретения - повьппение точности.Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, группу генераторов2 случайных импульсов, элемент 3 задержки, блок 4 Формирования временных интервалов, элемент ИЛИ 5, регистр 6 памяти, вычитающий счетчик7, элемент ИЛИ 8, группу элементовИ 9, группу триггеров 10, группуэлементов И 11, Поставленная цельдостигается за счет введения новыхблоков и Функциональных связей,1 з.п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использ овано при построении стохастических вычислительных устройств, предназначенных для автоматизированного решения задач конструирования радио электронной и вычислительной аппара: туры.Цель изобретения - повышение туч О ности.На фиг. приведена структурная схема предлагаемого генератора" нафиг.2 - структурная схема блока формирования временных интервалов на 15 ; фиг.3 - временная диаграмма работы ; блока формирования временных интер; валов.Ген ер атор сод ержит ген ер ат ор 1 ; тактовых импульсов, группу генерато . ;ров 2 случайных импульсов, элемент 3задержки, блок 4 формирования временных интервалов, элемент ИЛИ 5, ре: гистр б памяти, вычитающий счетчик 7, элемент ИЛИ 8, группу элементов И 9, группу триггеров 10, группуэлементов И 11Блок 4 формирования временных интервалов содержит группы элементов ИЛИ 12-15, группы элементов И 1 б, группы 19-21 элементов 30 задержки, группу 22 формирователей импульсову груптпм 23-25 элементов ЗАПРЕТ.Генератор работает следующимобразом. 35Случайные по моментам появления импульсы, формируемые на выходах генераторов 2, имеют определенную длительность Г . Поэтому по времени они могут перекрываться и в тех случаях, 40 когда после появления шимпульсов .(ш - заданное число единиц в сочетании) затем в течение интервала времени, равного задержке появления сигнала блокировки случайных импульсов, 15 появляется больше чем 1 импульсов, на выход устройства проходит большее заданного числа ш единиц. Чтобы этого избежать, все импульсы, появляющиеся с перекрытием во времени, смещаются и выстраиваются в очередь. Зто означает, что если несколько импульсов появляется с перекрытием, то тот импульс, который появляется первым, на время своей длительности, блокирует прохождение на выход уст- ройства всех остальных импульсов, Второй импульс появляется только после окончания первого, независимо от того, какие части этих импульсов перекрываются, Второй смещенный импульс блокирует на время своей длительнос" ти прохождение на выход устройства всех последующих и т,д. Таким образом, перекрывающаяся последовательность импульсов вытягивается в последовательность примыкающих друг к другу импульсов, т.е. эти импульсы сливаются в один. Для того, чтобы все слившиеся импульсы можно было различить и зафиксировать, они дифференцируются, а при необходимости усиливаются и формируются по длительности формирователями импульсов.Смещение перекрывающихся импульсов и выстраивание их в очередь осуществляется с помощью блока формирования временных интервалов, каждый канал которого состоит из формирователя импульсов и ппоследовательно соединенных ячеек (и - число каналов устройства), каждая из которых состоит из элементов И, ЗАПРЕТ, ИЛИ и задержки. Причем необходимо выполнение двух условий. Время за- держки элементов групп 19-21 должно быть равно длительности импульсов, формируемых на выходах генераторов 2 и эта длительность должна быть не меньше времени срабатывания вычитающего счетчика 7 плюс время прохождения сигнала через и элементов И и ИЛИ и время срабатывания триггера 1 О. Кроме того, тактовый интервал должен иметь запас по длительности шс, т.е, случайные импульсы дожны появляться равновероятно на временном интервале, уменьшенном на величину щС, Запас интервала по длительности необходим для того, чтобы не произошло выхода очереди из ш импульсов за пределы тактового интервала и, как следствие, потери о некоторого их числа. Вероятность такого события мала, поэтому практически запас по длительности должен иметь величину меньше.Функциональная надежность устройства обеспечивается не только при лю бых периодах следования несовпадаюших во времеи случайных импульсов, но и при их частичном или полном сов" падении, так как блок формирования временных интервалов обеспечивает растягивание в очередь п совпадающих импульсов С целью достижения комп-, ромисса между функциональной надеж 1462304ностью и аппаратной сложностью устройства допускается использование в блоке Формирования временных интервалов 1 ячеек (1:1; и), При этом функциональные сбои могут появиться лишь в случае полного или частичного совпадения Я случайнь 1 х импульсов:1 Я =3,4,1=2 Я =4,5,1=3 Я =5,6,и т,д,При подготовке устройства к работе в регистр 6 записывается двоичный код числа ш единиц в формируемых сочетаниях. При поступлении каждого очередного тактового импульсас генератора 1 запускаются генераторы 2, каждый из которых генерируетв течение каждого тактового интервала один случайный импульс, равновероятщй по моментам появления. По тактовому импульсу из регистра 6 всчетчик 7 переписывается код числаединиц и по установочным входам обнуляются триггеры 10. Поскольку моменты появления случайных импульсов взаимно независимы, то не исключена возможность их частичного илиполного наложения, что ведет к Функциональному сбою, т.е, одновременнопоявившиеся импульсы воспринимаютсякак один, входы триггеров вовремяне блокируются и на них поступаетбольше, чем заданное число ш единичных сигналов. Правильное разлучениесовпадающих импульсов осуществляется блоком Формирования временных интервалов, который растягивает их ивыстраивает в очередь так, чтобы задний Фронт каждого предыдущего импульса. совпадал с передним Фронтомкаждого последующего. На иг.3 изоб-,ражена диаграмма своего неблагоприятного момента, при котором все импульсы с выходов генератора 2 час"тично совпадают во времени. Сущность Формирования очереди заключается в том, что пока элементы ЗАПРЕТво всех ячейках одного канала блока4 блокированы импульсом, проходящимчерез любой другой канал, импульспроходит через элементы И, задержкии ИЛИ ячеек, задерживаясь в каждойячейке на длительность случайногоимпульса. формирователь, 22 предназначен для преобразования импульсас выхода последней ячейки, состояще 40 формула изобретения 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 го из двух частей, а, следовательно,имеющего Ч-образный вырез за счетнепрямоугольности фронтов, в стандартжя импульс, обеспечивающий Функционирование счетчика 7 и триггера10. Детально принцип работы блока 4раскрь 1 вается на временной диаграмме,на которой пунктирной линией показаны импульсы с выходов ячеек группы,а сплошной линией - импульс с выходаблока, Таким образом, как толькослучайные импульсы поступят на входыблока, на его выходах в любом случае появится последовательность иэш разделенных во времени импульсов.При этом каждый импульс уменьшаетна единицу значение числа ш, записанного в счетчике 7, и записываетединицу в соответс вующий триггер10, После поступления на счетчик 7ш-го импульса, он устанавливается внулевое состояние и блокирует элементы И 9, поэтому ш+1-й -мпульс непоступает на вход соответствующеготриггера 10. Следующий тактовый импульс произведет опрос элементовИ 11. Этот же импульс, но задержанный элементом 3, длительность задержки которого определяется временем процесса считывания информациис выходов устройства, обнулит триггеры 10, перегишет информацию из регистров 6 в счетчик 7, запустит генераторы 2 и йроцесс ормирования нового случайного сочетания повторится.Таким образом, после каждого тактаработы устройства, на его выходахбудут появляться случайные сочетания. 1. Генератор случайных сочетаний, содержащий первый элемент ИЛИ, регистр памяти, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом элемента задержки и с первыми входами элементов И первой группы, вторые входи элементов И первой группы соединены с прямыми выходами триггеров группы. вхоцы.обнуления которых соединены с выходом элемента задержки, подключенным к входам "Опрос" генераторов случайных импульсов группы, счетные входь триггеров соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, .он со 1462304 6держит блок формирования временныхинтервалов, второй элемент ИЛИ, нычитающий счетчик, причем выходы генераторов случайных импульсов группы соединены с соответствующимиинформационными входами блока формирования временных интервалов, выходы которого соединены с входами:второго элемента ИЛИ, выход которогосоединен с вычитающим входом вычитающего счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов Ивторой группы, вторые входы которыхсоединены с соответствующими выходами блока формирования временныхинтервалов, выход регистра памятисоединен с информационным входом,вычитающего счетчика, вход предварительной установки которого соединенс выходом элемента задержки. 2, Генератор по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что блок формирования временных интервалов содержит четыре группы элементов ИЛИ, три группы элементов И, три группы элементов задержки, группу формирователейимпульсов, причем три группы элементов ЗАПРЕТ, прямые входы элементов ЗАПРЕТ первой группы соединены с первыми входами элементов И первой группы и являются входами блока, выходы элементов ИЛИ первой группы соединены с инверсными входами элементов ЗАПРЕТ и вторыми входами элементов И первой, второй и третьейгрупп, выходы элементов ЗАПРЕТ первой, второй и третьей групп соединены соответственно с первыми входамиэлементов ИЛИвторой, третьей, четвертой групп, выходы элементов И 10 первой, нторой и третьей групп соединены через соответствующие элементы задержки одноименной группы свторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, второй, третьей и чет нертой групп, выходы элементов ИЛИчетвертой группы соединены с входамиодноименных формирователей импульсной группы, выходы которых являютсявыходами блока, выход первого элемен та ИЛИ четнертой группы соединен спервыми входами элементов ИЛИ первой группы, начиная с второго, выход второго элемента ИЛИ четвертойгруппы соединен с вторыми входами 25 третьего и четвертого элементов ИЛИпервой группы и с первым входом первого элемента ИЛИ первой группы, выход третьего элемента ИЛИ четвертойгруппы соединен с вторыми входами 30 первого, второго элементов ИЛИ первой группы и с третьим входом четвертого элемента ИЛИ первой группы,выход четвертого элемента ИЛИ четвер"той группы соединен с третьими входа:ми первого, второго и третьегоэлементов ИЛИ первой группы.