Генератор псевдослучайных последовательностей

(56) А У 9934 тельство СССР3(84, 1981.льство СССРК 3/84, 984. рское кл. Н ое св вторск 95367,ет 03 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к импульсной технике, Цель изобретения - расщирение функциональных возможностейэа счет увеличения числа формируемыхкодовых последовательностейПрограмма формирования выходной псевдослучайной последовательности кодов размещается в буферном запоминающемблоке 6 (в запоминающем устройстве1443141 13 произвольной выборки). Работа устройства обеспечивается выдачей необходимых управляющих воздействий сблока 8 управления, Собственно псевдослучайные последовательности формируются реверсивным регистром 2 сдвига с сумматорами 3 и 4 по модулю двав цепи его обратной связи. При этомзапись исходных кодов, формированиеучастков псевдослучайной последовательности, выдача необходимых кодов взаданные контролируемые объекты группы 22, выдача опорных сигналов вблок 8 управления осуществляются поИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной.и контрольно-диагностической технике.5Цель изобретения - расширение функ- . циональных возможностей генератора псевдослучайных последовательностей за счет увеличения числа формируемых кодовых последовательностей, 10На фиг.1 представлена структурная схема генератора псевдослучайных последовательностей; на фиг.2 - схема блока управления; на фиг,3 - программа работы генератора, 15 Генератор псевдослучайных последовательностей содержит генератор 1 тактовых импульсов, реверсивный ре" гистр 2 сдвига, первый 3, второй 4 сумматоры по модулю два, счетчик 520 импульсов, буферный запоминающий блок 6, блок 7 элементов И, блок 8 управления, первый 9 и второй 10 элементы И, элемент 11 задержки, шину 12 установки, соединенную с входами установки реверсивного регистра 2 сдвига, буферного запоминающего блока 6 и блока 8 управления, первый вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов и с первым входом первого элемента И 9, выход которого соединен со счетным входом счетчика 5 импульсов и с входом синхронизации реверсивного регистра 2 сдвига, первый и второй информационные входы которого соединепрограмме, размещенной в буферном запоминающем блоке 6, запоминающее устройство 13 произвольной выборки которого адресуется счетчиком 14 адреса, Работа устройства синхронизируется генератором 1 тактовых импульсов,Устройство также содержит счетчик 5импульсов, блок 7 элементов И, элементы И 9 и 10, элемент задержки 11,шину 12 установки, элемент ИЛИ 15,Приведены примеры реализации буферного запоминающего блока 6, блока 8 управления, пример программы работы устройства, 3 ил,ны с выходами соответственно первого3 и второго 4 сумматоров по модулюдва, входы последних соединены с выходамисоответствующих разрядов реверсивного регистра 2 сдвига, первый вход управления которого соединенс вторым выходом буферного запоминающего блока 6 и с четвертым входомблока 8 управления, первый выход которого соединен с входом буферного запоминающего блока 6, с вторым входомпервого элемента И 9 и с вторым входом второго элемента И 10, выход которого соединен с вторыми .входами элементов И блока 7 элементов И, первыевходы элементов И которого соединеныс соответствующими выходами второйгруппы выходов буферного запоминающего блока 6, вторая группа выходовкоторого соединена с группой информационных входов реверсивного регистра 2 сдвига и с группой информационный входов счетчика 5 импульсов, входсинхронизации и выход которого соединены соответственно с вторым выходом и вторым входом блока 8 управления, третий вход которого соединен спервым выходом буферного запоминающего блока 6 третий выход последнего соединен с вторым входом управления реверсивного регистра 2 сдвига,Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с входом элемента 11 за"держки, выход которого соединен спервым входом второго элемента И 10, 14431Буферный запоминающий блок 6 содержит запоминающее устройство 13 произвольной выборки (ЗУПВ), адресные входы которого соединены с выходамисчетчика 14 адреса, счетный вход которого соединен с выходом элементаИЛИ 15, первый вход которого является входом буферного запоминающегоблока 6, вход установки которого соединен с входом установки счетчика 14адреса, Второй вход элемента ИЛИ 15соединен с входом управления ЗУПВ 13,соответствующие выходы которого являются первым, вторым и третьим выходами и первой, и второй группами выходов буферного запоминающего блока 6,Блок 8 управления содержит (фиг,2)первый 16 и второй 17 элементы И. Ртриггер 18, выход которого соединен 20с первым входом первого 1 К-триггера19, первый выход которого соединен спервым входом второго 1 К-триггера 20,элемент ИЛИ 21, первый вход которогоявляется четвертым входом блока 8 управления и соединен с вторым входомвторого 1 К-триггера 20, первый выходкоторого являетсяпервым выходом блока 8 управления, первый вход последнего соединен с входом синхронизации 30второго 1 К-триггера 20 и с входом синхронизации первого 1 К-триггера 19,второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И 16,выход последнего соединен с входомустановки 0-триггера 18, вход синхронизации которого соединен с вторымвыходом второго 1 К-триггера 20, входустановки которого соединен с выходом второго элемента И 17, первый 40вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 21, второй вход которогоявляется вторым входом блока 8 управления, вход установки которого соединен с вторыми входами первого 16 и 45второго 17 элементов И и с входом установки первого 1 К-триггера 19, первый выход которого является вторымвыходом блока 8 управления, третийвход которого соединен с информацион-.50ным входом В-триггера 18,Из об раж ена также группа ко нтролируемых объектов 22 (фиг,1), входы синхронизации которых соединены с соответствующими выходами блока 7 элементов И. Информационные входы (для подачи тестовых воздействий) группы контролируемых объектов 22 соединены с выходами соответствующих разрядовреверсивного регистра 2 сдвига,Генератор работает следукнпим образом,Перед началом работы составляетсяпрограмма Формирования выходной псевдослучайной последовательности кодовв виде последовательности инструкций,Каждая инструкция программы содержити+1+3 разряда, Три разряда инструкции оп.сн1 н+г+ ф 1 и Е з содержаткод операции, выполняемой генератором, Разряд кр+ содержит признакконца программы (1, 20 в последнейинструкции программы), а в остальныхинструкциях 1,р, =1Разряд 1 ю 02определяет направление Формированияучастка псевдослучайной последовательности: в прямом направлении при 1,- 0 и в обратном направлении при1 с=1, Разряд 1 с, является идентификатором содержимого разрядов 1+1,,1 с д инструкции. Если 1 с, =О, то при выполнении . инструкции генератор осуществляет операцию, определенную разрядами 1+Е+, 1,1 на участке последовательности длиной в Ь кодов. При этом разряды 1 о.,1+ содержат двоичный код длины Ь участка псевдослучайной последовательности, При Е, +, =1 разряды 1 с+11 с+ содержат исходный код участка псевдослучайной последовательности, который при выполнении инструкции заносится в реверсивный регистр 2 сдвига, В разрядах 1,1, где 1 - количество потребителей информации, хранятся признаки выдачи выходной последовательности кодов генератора каждому из 1 потребителей,Если 1 с;=1, где 3.=11, то при выполнении инструкции на выходе г-го элемента И блока 7 элементов И (управляющем 1.-м выходе устройства) формируется сигнал сопровождения каждого информационного слова формируемой последовательности на выходах реверсивного регистра 2 сдвига (на выходах генератора). Если 1; = О, то на выходе д-го элемента И блока 7 элементов Иподдерживается уровень логического 11 110 , т . е . Фо рмир уема я генератором последовательность кодов маскируется для д -г о потребителя (о бъ ек та контроля ) .Составленная программа загружается в буферный запоминающий блок б (в ЗУПВ 13), где она хранится и может быть многократно использована, Перед загрузкой программы сигналом по шине 12 установки обнуляется счетчик 14 адреса буферного запоминающего блока б. На шины данных ЗУПВ 13 подается первая инструкция программы и уровнем логического "О" сигнала сопровождения данных по шине управления ЪЕ ЗУПВ 13 она записывается в его нулевую ячейку. Задним Фронтом сопровождающего сигнала, проходящего через элемент ИЛИ 15, производится модификация содержимого счетчика 14 адреса, т,е. к его содержимому до. бавляется единица, Аналогично в ЗУПВ 13 записываются остальные инструкции программы. По окончании записи инструкций в ЗУПВ 13 на его шине управления 1 Е поддерживается уровень логической "1", задающий для ЗУПВ 13 режим считывания. После загрузки про граммы сигналом по шине 12 установки снова обнуляется счетчик 14 адреса, устанавливается в исходное состояние реверсивный регистр 2 сдвига и обнуляются триггеры 18-20 блока 8 уп - равления. Начало формирования псевдослучайнойпоследовательности кодов задается сигналом, поступающим на Б-вход йтриггера 18 в блоке 8 управления,Первая инструкция приведенной программы (Фиг.3) для 1=4 обеспечивает запись в реверсивный регистр 2 сдвига исходного кода А первого участ"4 О ка псевдослучайной последовательно"- ти. При выполнении второй инструкции генератор Формирует первый участок псевдослучайной последовательности длиной в Ь 1 кодов в прямом направлении, начиная от кода А для второго и четвертого потребителей (группы контролируемых объектов 22), Третья инструкция обеспечивает запись в реверсивный регистр 2 сдвига исходного кода В второго участка псевдослучайной последовательности, При выполнении четвертой инструкции генератор формирует второй участок псевдослучайной последовательности кодов в об ратном направлении, начиная от кода В, для первого и третьего потребителей группы 22 объектов контроля. После подачи сигнала на Я-вход П-тригге 41 6ра 18 (блока 8 управления) он устанавливается в единичное состояние,По отрицательному Фронту тактово,го.импульса в 1 К-триггер 19 записывается единица и обнуляется П-триггер 18, Положительный импульс с первого (прямого) выхода 1 К-триггера 19 переписывает содержимое разрядов 1+1,1+и конструкции из нулевой ячейкиЗУПВ 13 в вычитающий счетчик 5 импульсов. При этом разряды инструкциис первого по 1-й и+1+1, и+1+2, и+1+3 разряды присутствуют на выходах ЗУПВ 13, так как оно находится в режимесчитывания Единичный сигнал, присутствующий на и+1+1 выходе ЗУПВ 13, поступает на первый вход управления режимом реверсивного регистра 2 сдвигаи переводит его в режим записи кода с группы его информационных входов11 уе в уПаОчередной тактовый импульс (в блоке 8 управления) сбрасывает в нуль",П-триггер 19 и устанавливает в единичное состояние 1 К-триггер 20, сигнал с первого (прямого) выхода, которого разрешает прохождение тактовогоимпульса от генератора 1 тактовых импульсов через первый элемент И 9 на вход синхронизации реверсивного регистра 2 сдвига, Этот тактовый импульс производит зались в регистр 2 кода А с выходов 1+1,.;.,1+и ЗУПВ 13 и своим отрицательным фронтом сбрасьвает в нуль ТК"триггер 20, поскольку на его второй вход ф-вход) поступает единичный сигнал с выхода пи 111 разряда ЗУПВ 13. Тактовый счгнал генератора 1 тактовых импульсов, под воздействием которого производится запись информации в реверсивный регистр 2 сдвига, задержанный на элементе 11 задержки и.прошедший через второй элемент И 10, поступает навторые входы элементов И блока 7 злементов И, Однако на выходы генератора тактовый сигнал не проходит, так как на выходах с первого по 1-й ЗУПВ13 в данный момент присутствуют нуле" вые уровни сигналов.Положительный импульс с прямоговыхода 1 К-триггера 20 поступает на вход элемента ИЛИ 15 (буферного запоминающего блока 6), По заднему фронту этого импульса счетчик 14 адреса буферного запоминающего блока б переходит в следующее состояние. При1443этом на выходах ЗУПВ 13 выставляется вторая инструкция программы, Задний фронт импульса с инверсного выхода ЕК-триггера 20 устанав.5ливает в единичное состояние Р-триггер 18, так как на его Р-вход поступает единичный сигнал с выхода и+1+3разряда ЗУПВ 13. Далее происходит выполнение второй инструкции программы. 10По отрицательному Фронту тактовогоимпульса устанавливается в единичноессостояние ЕК-триггер 19 и обнуляетсяР-триггер 18 блока 8 управления, Положительный импульс с выхода ЕК-триггера 19 переписывает разряды 1+11+и второй инструкции в вычитающийсчетчик 5 импульсов. Сигналы с выходов и+1+1, и+1+2 разрядов ЗУПВ 13,поступая на входы управления режимом 20реверсивного регистра 2 сдвига, переводят его в режим сдвига кода в прямом направлении.Отрицательный фронт следующеготактового импульса сбрасывает в нульЕК-триггер 19 и устанавливает в единичное состояние ЕК-триггер 20. Сигнал с первого (прямого) выхода этоготриггера разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 1 30тактовых импульсов через первый элемент И 9 на вход синхронизации реверсивного регистра 2 сдвига и счетный вход вычитающего счетчика 5 импульсов. Каждый тактовый импульс с 35выхода элемента И 9 осуществляет формирование кода псевдослучайной последовательности первого участка на выходах генератора и уменьшает на еди-,ницу содержимое вычитающего счетчика 4015 импульсов, в который был занесенкод Ь 1 длины первого участка псев- ,дослучайной последовательности, Цриэтом каждое формируемое состояниена выХодах реверсивного регистра 2 45сдвига генератора сопровождается сигналом на выходах блока 7 элементов Идля второго и четвертого пользователей, которые формируются на выходахсоответствующих элементов И блока 7элементов И стробирующим сигналом свыхода второго элемента И 1 О,После того, как содержимое вычитающего счетчика 5 импульсов становится равным нулю, на его выходе фор-мируется отрицательный импульс, который, поступая через элемент ИЛИ 21 и элемент И 17 на вход установки 1 ц 1 8(К-вход) ЕК-триггера 20 блока 8 управлейия, сбрасывает его в нуль. Прохождение тактовых импульсов через элементы И 9 и 10 прекращается и формирование первого участка псевдослучайной последовательности заканчивается, Задний Фронт импульса с прямого выхода ЕК-триггера 20 переводит счетчик 14 адреса буферного запоминающего блока 6 в следующее состояние. На выходах ЗУПВ 13 выставляется третья ин- . струкция программы. Задний фронт импульса с инверсного выхода ЕК-триггера 20 устанавливает Р-триггер 18 в единичное состояние и начинается выполнение третьей инструкции програм" мы, Третья и четвертая инструкция программы выполняются аналогично первым двум, Последняя (четвертая) инструкция программы содержит признак конца программы (1 с=О), который после завершения выполнения этой инструкции запрещает установку в единичное состояние Р-триггера 18 блока 8 управ- ления, При выполнении четвертой инструкции программы данные выдаются для первого и третьего пользователей, На этом процесс формирования выход- ной последовательности кодов по приведенной программе заканчивается,Таким образом, при использовании генератора в качестве источника тестовых воздействий обеспечивается возможность формирования в процессе контроля тестовых воздействий для нескольких групп входов контролируемых устройств при обеспечении четкой синхронизации тестовых воздействий для различных групп входов между собой.формула изобретенияГенератор псевдослучайных последовательностей, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов и с входом синхронизации реверсивного регистра сдвига, первый информационный вход которого соединен с выходом первого сумматора по модулю два, входы которого соединены с выходами соот" ветствующих разрядов реверсивного регистра сдвига, второй информационный вход которого соединен с выходом второго сумматора по модулю два, входы1443которого соединены с выходами соответствующих разрядов реверсивного регистра сдвига, вход установки которого соединен с шиной установки, с5 входом установки буферного запоминающего блока.и с входом установки блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с входом буферного запоминающего блока, первая группа выходов которого соединена с группой информационных входов реверсивного сдвига и с группой информационных входов счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока управления, второй выход которого соединен с входом синхронизации счетчика импульсов, блок элементов И, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с 20 целью расширения функциональных возможностей генератора псевдослучайных последовательностей за счет увеличе 141 1 Ония числа Формируемых кодовых последовательностей, в него введены последовательно соединенные элемент задержки и второй элемент И, второйвход которого соединен с первым выходом блока управления, третий вход которого соединен с первым выходом буферного запоминающего блока, второйвыход которого соединен с четвертымвходом блока управления и с первымвходом управления реверсивного регистра сдвига, второй вход управлениякоторого соединен с третьим выходомбуферного запоминающего блока, выходы второй группы выходов которогосоединены с первыми входами соответствующих элементов И блока элементовИ, вторые входы элементов И которого соединены с выходом второго элемента И, выход генератора тактовыхимпульсов соединен с входом элемента задержки,1443141Адрес инсарукции Ййржижю,РазрЯМ аммрулуии бтра О Л Г Я ифС+1 л1 " 1+1 Р 0 4 Р Р Р Р а а дт 1 оО г р о о а д У РР дР ОР 1 Составитель Ю,Бурмистров Редактор И,Бланар Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова Заказ 6394/53 Тираж 929 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4