Датчик псевдослучайных последовательностей

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет(43) Опубликован С 07 аявк Р 1/О Государственный квинтет Совета Министров СССР оа делам изобретений н открытий. Каменецкий, А, А. Корбут, А. ф. Терещато и М. М. Юрцевич 71) Заявите нский радиотехнический институт ЯОСТЕЙ) ДАТЧИК ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДО Изобретение относится к областивычислительной техники и можетпопьзовано при формированиирадиосигналов.Известен датчик псевдослучайных последовательностей, содержащий регистры сдвига с сумматорами по модулю два в цепи логической обратной связи. При поступлении на тактовые входы регистров сдвига тактовых импупьсов состояния всех разрядов регистров сдвига изменяются в соответствии с законом формирования импульсов за счет логической обратной связи, т.е. за счет суммирования соответствующего числа опорнь 1 х последовательностей импульсов, снимаемых с выходов разрядов регистра сдвига и подаваемых на сумматоры дд иддуао двд 11,Однако этот датчик не может формировать многоуровневые псевдослучайные поспедоветельности, т.е. имеет узкие функциональные возможности.Наиболее близким техническим рещени ем к данному изобретению является датчик многоуровневых псевдослучайных сигнабыть иссложных хопов, содержащий сумматор, выход которого является выходом датчика, а входы соединены с первой группой выходов блокарегистров сдвига соответственно, втораягруппа выходов которых подключена ковходам коммутатора, а первая группа вдов к первому выходу распределителяимпульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом коммутатора, авход - с первым выходом генератора импульсов 2Этот датчик формирует многоуровневые псевдослучайные последовательности,Однако, период атих последовательностейне является максимальным.Цепью изобретения является расширение функциональных возможностей датчи-ка за счет формирования многоуровневого псевдослучайного сигнапа максимапь 2 о ной длины,Для достижения поставленной целидатчик содержит первый и второй регистры сдвига, блок запрета, счетчик и блоксравнения, входы которого соединены ср выходами коммутатора и первого регистра сдвига соответственно, а выход - со счетным входом счетчика, с управляющим входом коммутатора и со входом сброс" первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с третьим выходом распределителя импульсов, вход"запрет" - с первым входом блока эапре 1та и с выходом счетчика, а тактовый вход - со вторым выходом генератора импульсов и со вто 1 ым входом блока запрета, выход которого соединен со вхо дом "эвпрет" второго регистра сдвига, тактовый вход которого соединен со входом "сброс" счетчика и с первым выходом распределителя импульсов, а выходы - со второй группой входов блока ре гистров сдвига соответственно.На фиг. 1 приведена блок-схема даг. чика, на фиг. 2 диаграмма работы датчика.Датчик содержит генератор импульсов 20 1, первый выход которого соединен со входом. распределителя импульсов 2, первый выход которого соединен с первыли входами блока 3 регистров сдвига 3 3 т, 31.1, выходы которых соединены оо входамй сумматора 4, выход которого является выходом датчика. Разрядные выходы регистров сдвига 31, 3, .",3 1 соединены со входами коммутатора 5, тактовый вход которого соединен со вто- Зо рым выходом распределителя импульсов 2, а выходы - со входами блока сравнения 6, другие входы которого соединены с выходами первого регистра сдвига 7, а выход со входами коммутатора 5, пер вого регистра сдвига 7 и счетчика 8, выход которого соединен со входами первого регистра сдвига 7 и блока запрета 9, другой вход которого соединен со вторым выходол генератора импульсов 1 и со входом первого регистра сдвига 7, другой вход которого соединен с третьил выходом распределителя импульсов 2 Выход блока запрета 9 соединен со входом второго регистра сдвига 10, другой вход которого соединен со входом счетчика 8 и с первым выходом распределителя импульсов 2, г выходы - со вторыми входами регистров сдвига 3 т, 3, ,т 50 3 к,Датчик многоуровневых псевдослучайных последовательностей работает следуюшил. образом.В первоначальный момент времени все Ки-разрядных регистров сдвигаэ 5 блока 3 устанавливаются и гвкое состояние, при которол нв выходе хотя бы одного из цих должен быть высокий чоовенв нд га не были одновременно в нулевом положении. Генератор импульсов 1 формируеттактовые импульсы (см. фиг. 2 а) и подает их на следующие функциональные элементы:- на распределитель импульсов 2, котооый вырабатывает импульс послена =К),Е аимпульсов тактовой частоты, гдеО 1 -коэффициентполинома,соответствующего формируемому сигналу,- на первый К-разрядный регистрсдвига 7, в котором синхронно с тактовыми импульсами осуществляется сдвигинформации,- на второй К -разрядный регистрсдвига 10 через блок запрета 9, кото-.рый прекращает подачу тактовых импульсов после Ь=Х Очисла совпаденийа 1тподсчитыввемых в счетчике совпадений 8.Особенностью блока К -1 и -разрядных регистров сдвига 3 является то, чтона одном из однотипных разрядов каждого регистра может бы ть выс окий уровеньнапряжения. Это дает воэможность сравнительно легко осуществить надежнуюобратную логическую связь выходов этихрегистров с их входами. Для этой целислужат регистры сдвига 7 и 10, в которых только в этом случае можно осуществить сдвиг только одного высокого уровня по замкнутому кольцу эа вредят равноедлительности элементарного импульсаформируемой псевдослучайной последовательности. Конец формирования и сдвигаэтого уровня зависит от коэффициентовполинома, описывающего последовательность. Поэтому в результате обработкивыходных сигналов с блока К -1 И -разрядных регистров сдвига 3 высокий уровень может быть остановлен в соответствующем разряде второго К -разрядного регистра сдвига 10, информация скоторого в последующий момент временисписывается (сдвигается) в соответствующий регистр сдвига блока К11-разрядных регистров сдвига, Тем самимобеспечивается поступление информациио с ос тоянии импульса формируем ой и оследоввтельности. Таким образом, при подаче тактовых импульсов в первый К -разрядный регистр сдвига 7 в нем начинает сдвигаться положительный уровень напряжении до тех пор, пока в блоке сравнения 6 не совпадет информвция, поступающая с коммутаттттттт тт тттттттътттчт тт - тътт ът ттвырабатывает импупьс, который, во-первых, возвращает первый К -разрядныйрегистр сдвига 7 в первонвчапьное состояние, во вторых, осущесгвпяег перекпю-чение в коммутаторе 5, а в третьих,подсчитывается в счетчике совпадений 8,где подсчитывается опредепенное количество совпадений ( 1 ), поспе выпадения которого выдается команда на блокзапрета 9 на запрещение тактовой частоты, и на первый К -разрядный регистр10сдвига, в котором прекращается продвижение вы с ок ог о уровня д о п ос туппе ниякоманды с распредепигепя импульсов 2.В резупьтате проведенных операций формирование инфорл 1 ации о состоянии эпементврного импульса заканчивается и навыходе сумматора 4 просуммируются импупьсы с соответствующих выходов бпокаК -1 г( -разрядных регистров сдвига 3,20что образует значение одного уровнямногоуровневой псевдоспучайной поспедоватепьности. Далее операция повторитсядо реэупьтата формирования второго,третьего и т.д. уровней.25В качестве примера рассмотрим процесс форл 1 ироввния пятиуровневой псевдоспучайной поспедоватепьности максимапьной длительности, если Н =2, К "-5.П опин ом, описывающий и редп агвемую и оспедоватепьность имеет видЬХ 2+ Х 1-1=01где учитывается, что все арифметические действия производятся по модупю 5.В таком случае блок К -1 И -разрядных регистров сдвига 3 должен содержать 5-1-4 двухразрядцых регистровсдвига. Допустим, что в первонвчвпьцыймолент времени регистры сдвига находились в таком положении, которое соог,ветствует записи уровней Х 1=3 и Х=1.Тогда весь период пятиуровцевой псевдоспучайной поспедоватепьности с 5 -1 =24 эпелюцгарцыми импульсвли будет имс ть вид15131033212011424022343044.Формирование каждого из цоспедую щих зв первонвчапьцыми илц 1 ульсвми про исх ОДит слеДуюшим Образ ОмаПОСЛЕ ЗаПИСИ ЦаЧВПЬЦОГО СОСТОЯЦИЯ,1.е. уровней Х = 3 и Х=- 1, состояниярегистров сдвига будут твкил 1 и, что перВЫИ РВЗРЯД ПЕРВОГОь ТРЕТЬЕГО И ВТОРОЙразряд только первого регистров сдвигабпокв 3 будут иметь цв выходе высокий Если выходы первых разрядов всех регистров подключены к сумматору 4, го в данный момент будут суммироваться гри высокие уровня напряжения и на его выходе образуется первый из указанных на фиг. 2 д уровень, соответствующий трем. После записи начального кода распределитель импульсов 2 подает команду через сформированные импульсы (см. фнг.2 б)на начало работы второго 10 и первого7 пятиразрядных регистров сдвига, в такке коммутатора 5, который поочередноподключает выходы соответствующих разрядов блока К -1 И -разрядных регистровсдвига 3 ко входам блока сравнения 6.Если сначала подключены все вторыеразряды регистров сдвига, то дпя совпадения информации в первом пятираэрядном регистре сдвига 7 потребуется только один такт. В связи с тем, что согпасно попинома второй уровень необходимоумножить на три, то необходимо совершитьгри такта, как показано на фиг. 2, в первые три такта. Далее подключается первый разряд каждого регистра сдвига.Дпя совпадения информации в допопнитепьцом регистре сдвига потребуется толькотри такта, так как в данный момент Х =3.После окончания этих тактов операция формирования состояния на входе бпокаК и. -разрядных регистров сдвига 3 заканчивается, так как в таком случае во второл регистре сдвига 10 импульс продвинется на пять, г.е, осуществится операция суммирования по модулю 5. Сформированная информация переносится в первые разряды регистров сдвига блока 3и операция формирования спедующей поспедоввтепьносги повторяется. Диаграммы формирования показаны дпя первого1( -разрядного регистра сдвига 7 нв фиг.2 в,дпя второго К -разрядного регистра сдвига - ца фиг. 2 г и дпя сул 1 лвторв 4 - цафиг. 2 д,Таким образол 1, датчик срввцитепьнопросто и надежно осуществляет логическую операцию пре образ овация информациипо любому из модулей и позволяет формйровать псевдоспучвйцые поспедоватепьности со сколь угодно большим чиспол,ровней. Тем смым предлагаемое изоб ретение обеспечивает бопее широкие функциоцвпьцые возможности по сравнению сизвес тны ми форлирова гепями псевдоспучайцых сигцвпов.Формула из обре генияторого является выходом датчика, а входы соединены с первой группой выходов блока регистров сдвига соответственно, вторая группа выходов которых подключена ко входам коммутатора, а первая гРуппа входовк первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом коммутатора, а вход - с первым выходом генератора импульсов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что,с цепью расширения 0 функциональных возможностей датчика за счет формирования многоуровневого псевдоспучайного сигнала максимапьной . длины, он содержит первый и второй регистры сдвига, блок запрета, счетчик и блок сравнения, входы которого соединены с выходами коммутатора и первого регистра сдвига соответственно, а выходса счетным входом счетчика, с управляю-, щим входом коммутатора и со входом сброс" первого регистра сдвига, инфор 1 ационный вход которого соединен с третьим выходом распределителя импульсов,вход "запрет" - с первым входом бпоказапрета и с выходом счетчика, а тактовый вход - со вторым выходом генератора импульсов и со вторым входом блока запрета, выход которого соединенсо входом запрет второго регистрасдвига, тактовый вход которого соединенсо входом "сброс счетчика и с первымвыходом распределителя импульсов, авыходы - со второй группой входов бпсм. ка регистров сдвига оответственно. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССРЖ 301834 ф кп. Н 03 К 3/8219692, Авторское свидетельство СССР328442, кпФ 06 Р 1/02, 1969.615516Фиг, гСоставитель А. КарасовРедактор Н, Каменская Те,сред А. Алатырев Корректор Н, ТупицаЗаказ 3913/40 Тираж 730 Подписное ИНИИЦ 1 Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий