Стохастический генератор функций уолша

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 713 РЕСПУБЛИК 19) ( 25 51)5 СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) Я ЗОБРЕТЕ А К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3(54) СТОХАСТИЧКЦИЙ УОЛША видетельство СССР06 Р 1/02, 1983. видетельство СССР6 Р 1/025, 1983 (прототип).СКИЙ ГЕНЕРАТОР ФУН(57) Стохастический генератор функций Уолша относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использован в стохастических функциональных преобразователях, стохастических вычислительных устройствах при вероятностном моделировании и стохастической обработке данных. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения генерирования функций Уолша со случай1777131 ным фазовым сдвигом генерируемых функций, Стохастический генератор функций Уолша содержит первый счетчик 1, первый регистр 8, группу элементов И 2, сумматор. по модулю два 3, триггер 4, первый, второй, третий и четвертый элементы И 5, 6, 10, 11, первый и второй элементы ИЛИ 7, 13, первый формирователь случайной последовательности импульсов 9, реверсивный Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано в стохастических функциональных преобразователях, стохастическихвычислительных устройствах при вероятностном моделировании и стохастической об работке данных,Известен стохастический генераторфункций Уолша, содержащий первый и второй и-разрядные(2". - число генерируемыхфункций) счетчики, группу из и элементов И,блок сумматоров по модулю два, первыйтриггер, первый и второй элементы И, генератор шума, пороговый элемент, второйтриггер, О-триггер, третий, четвертый и пятый элементы И, первый и второй элементыНЕ и элемент ИЛИ (см, авторское свидетельство СССР М 1101804, кл. 6 06 Р 1/02,1983 г.),Однако этот генератор имеет ограниченные функциональные воэможности, таккак он способен генерировать функции Уолша только со случайным изменением их номеров в системе упорядочения поУолшу-Адамару, В этом стохастическом генераторе функций Уолшв отсутствует возможность генерирования функций Уолша сослучайными номерами, со случайными паузами между последовательно генерируемыми функциями и со случайным фаэовымсдвигом генерируемых функций Уолша.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является генератор функций Уолша,содержащий счетчик, регистр, группу эле. ментов И, сумматор по модулю два, триггер,первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ, формирователь случайной последовательности импульсов, реверсивный. счетчик, третий и четвертый элементы И,второй элемент ИЛИ, причем счетный входсчетчика подключен к тактовому входу генератора, выходы одноименных разрядовсчетчика и регистра подключены к входамсоответствующих элементов И группы, высчетчик 12, второй счетчик 14, второй формирователь случайной последовательности импульсов 15 и второй регистр 16, Предлагаемый генератор обеспечивает генерирование функций Уолша со случайными номерами, со случайными паузами между последовательно генерируемыми функциями и со случайным фазовым сдвигом генерируемых функций. 1 ил., 1 табл.ша со случайными номерами, случайными паузами между последовательно генерируемыми функциями и со случайным фазовым сдвигом генерируемых функций Уолша, В предлагаемом стохастическом генераторе функций Уолша этот недостаток устраняется.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения генерирования функций Уолша со случайным фазовым сдвигом генерируемых функций.Поставленная цель достигается тем, что в известный генератор функций Уолша, содержащий первый счетчик, первый регистр, группу элементов И, сумматор по модулю два, триггер, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, первый формирователь случайной последовательности импульсов, реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика подключен к тактовому входу генератора, выходы одноименных разрядов первого счетчика и первого регистра подключены к соответствующим входам соответствующих элементов.И группы, выходы которых подключены к входам сумматора по модулю два, выход первого элемента ИЛИ подключен к счетному входу триггера, инверсный выход которого и выход сумматора по модулю два подключены к соответствующим входам первого элемента И, выход которого является выходом генератора, тактовый вход которого подключен к входу первого формирователя случайной последовательности импульсов, выход первого формирователя случайной последовательности импульсов соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И и подключен к прямому выходу триггера, второй вход третьего элемента И подключен к инверсному выходу триггера, второй вход четвертого элемента И подключен к тактовому входу генератора, выход второго элемента И подключен к последовательному входу первого регистра, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого поразрядно подключен к входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к пероому входу первого элемента ИЛИ введены второй счетчик, второй формирователь случайной последовательности импульсов и второй регистр, причем счетный вход второго счетчика подключен к тактовому входу генератора, вход обнуления второго счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, выход пере полнения второго счетчика подключен к второму входу первого элемента ИЛИ. вход второго формирователя случайной последовательности импульсов подключен к тактовому входу генератора, выход второго 50 формирователя случайной последовательности импульсов подключен к последовательному входу второго регистра, выходы которого подключены к информационным входам первого счетчика, вход разрешения 55 записи которого подключен к выходу второ го элемента ИЛИ.На чертеже представлена структурная схема стохастического генератора функций Уолша.Стохастический генератор функций Уолша содержит первый счетчик 1, группу элементов И 2, сумматор 3 по модулю два, триггер 4, элементы И 5 и 6, элемент ИЛИ 7, первый регистр 8, первый формирователь 9 случайной последовательности импульсов, элементы И 10 и 11, реверсивный счетчик 12, элемент ИЛИ 13, второй счетчик 14, второй формирователь 15 случайной последовательности импульсов, второй регистр 16,5 10 Стохастический генератор функций Уолша работает следующим образом. В исходном состоянии счетчики 14, 12, регистр 16 и триггер 4 обнулены. В момент включения счетчик 1 и регистр 8 устанавляваются в случайное положение. Тактовые импульсы начинают поступать на счетный вход счетчика 14, на вход формирователей 9 и 15, на вход закрытого элемента И 11 и на счетный ции Радемахера, которые через группу элементов И 2 в соответствии с кодом номера функции Уолша, находящимся в регистре 8, поступают на входы сумматора 3 по модулю 25 два. Функции Уолша, сформированные сумматором 3, через открытый элемент И 6 выдаются на выход генератора. Состояния разрядов счетчика 1 на каждам такте работы генератора представляют 30 собой порядковый номер элемента функции Уолша в двоичном представлении, формируемый на данном такте.Например, для варианта и = 3 число. элементов функции Уолша й = 8 и состояния35 разрядов счетчика 1, соответствующие порядковым номерам элемента функции Уолша представлены в табл. 1,Но поскольку в момент включения генератора счетчик 1 устанавливается в случайное положение, то формирование функции 40 Уолша начинается не с нулевого элемента, а с любого случайного. Например, если в момент включения генератора счетчик 1 установился в состояние "101". то формирование функции Уолша начинается с 20: вход счетчика 1. Счетчик 1 формирует функ 17771315-го элемента, после чего идет формирование 6, 7, О, 1, 2, 3, 4 элементов, так как счетчик 1 подсчитывает тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход, Таким образом на выходе генератора сформируется функция Уолша со случайным фазовым сдвигом.Случайные импульсы поступают от формирователя 9 на закрытый элемент И 5 и через открытый элемент И 10 на суммирующий вход реверсивного счетчика 12,После заполнения счетчика 14, т.е. после того, как будут сформированы все й элементов функции Уолша, сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 7 опрокидывает триггер 4, закрывая выход генератора элементом И 6.и суммирующий вход реверсивного счетчика 12 элементом И 10 и открывает элементы И 5, И 11.Таким образом, к моменту переключения триггера на выход генератора выдается функция с номером, заданным кодом на регистре 8 и случайным фазовым сдвигом в соответствии с состоянием разрядов счетчика 1 в момент включения генератора, а на счетчике 12 сформировывается код, определяющий длительность последующей за выданной функцией паузы,.После переключения триггера 4 случайные импульсы начинают поступать на последовательный вход регистра 8 с выхода формирователя 9 через открытый элемент И 5 и на последовательный вход регистра 16 с выхода формирователя 15. В результате к моменту следующего переключения триггера 4 в регистре 8 окажется записанным в двоичном представлении случайный номер очередной функции Уолша, а в регистре 16 окажется записанным в двоичном представлении случайный номер элемента, с которого начнется формирование функции Уолша,Тактовые импульсы с тактового входа генератора через открытый элемент И 11 начинают уменьшать содержимое реверсивного счетчика 12 и в момент обнуления счетчика 12 через элементы ИЛИ 13 и 7 на управляющий вход параллельной записи счетчика 1, вход обнуления счетчика 14 и счетный вход триггера 4 поступает импульс. При этом в разряды счетчика 1 через его параллельный вход с параллельного выхода регистра 16 записывается в двоичном представлении случайный номер элемента, с которого начнется формирование функции Уолша, т,е. функции Уолша, имеющей случайный фазовый сдвиг, Одновременно с этим происходит обнуление счетчика 14, При этом также опрокидывается триггер 4. На этом пауза случайНой длительности заканчивается и начинается выдача следую 5 101520 щей функции Уолша с номером, определяемым кодом регистра 8 и с фазовым сдвигом, определяемым состоянием разрядов счетчика 1.Таким образом, предлагаемый генератор функций Уолша обладает более широкими функциональными возможностями по сравнению с известным генератором, так как в нем генерируются функции Уолша последовательно друг за другом со случайнымномером, случайной паузой между функциями и со случайным фазовым сдвигом генерируемых функций Уолша, что позволяет использовать предлагаемый стохастический генератор функций Уолша в стохастических преобразователях информации, в устройствах стохастической вычислительной техники для эффективного решения задач вероятностного моделирования иобработки данныхФормула и зоб рете н и я Стохастический генератор функций Уолша, содержащий первый счетчик, первый регистр, группу элементов И, сумматорпо модулю два, триггер, четыре элемента И,два элемента ИЛИ, первый формирователь случайной последовательности импульсов и реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика подключен к тактовому 30 входу генератора, выходы одноименныхразрядов первого регистра подключены к соответствующим входам соответствующих элементов И группы, выходы которых подключены к входам сумматора по модулю 35 два, выход первого элемента ИЛИ подключен к счетному входу триггера, инверсный выход которого и выход сумматора по модулю два подключены к соответствующим входам первого элемента И, выход которого 40 является выходом генератора, тактовыйвход которого подключен к входу первого формирователя случайной последовательности импульсов, выход первого формирователя случайной последовательности 45 импульсов соединен с первыми входамивторого и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И и подключен к прямому выходу триггера, второй вход 50 третьего элемента И подключен к инверсному выходу триггера, второй вход четвертого элемента И подключен к тактовому входу генератора, выход второго элемента И подключен к последовательному входу первого 55 регистра, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого поразрядно подключен к входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к/Редактор Т,Иванова Тетал Корректор М,Керецман Заказ 4122 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 роизводств первому входу первого элемента ИЛИ, о тличающийся тем,что,сцелью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения генерирования функций Уолша со случайным сдвигом генерируемых функций, в него введены второй счетчик, второй формирователь случайной последовательности импульсов и второй регистр, причем счетный вход второго счетчика подключен к тактовому входу генератора, вход обнуления второго счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, выход переполнения второго счетчика подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, вход второго формирователя случайной последовательности импульсов подключен к 5 тактовому входу генератора, выход второгоформирователя случайной последовательности импульсов подключен к последовательному входу второго регистра, выходы которого подключены к информационным 10 входам первого счетчика, вход разрешениязаписи которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ.