Генератор псевдослучайных последовательностей

(57) Изобретениеной технике. Целширение функционгенератора и егоУстройство содержсдвига, управляе ДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕ относится к импульсизобретения - расальных возможностей помехоустойчивости, ит регистры 1 и 2 ые сумматоры 3.1,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 ) Уфимский ордена Ленинаный институт им. Серго Ордж,З,ш по модулю три, направляемыесумматоры 4.14(ш) по модулютри, блок 5 устранения сбоев, блок 6управления, преобразователь 7 двоич.ного кода в троичный, генератор 8тактовых импульсов и двухсекционныеключи 9.1, ,9(ш-), Введение в устройство ш управляемых сумматоров помодулю три, где ш - максимальная разрядность генератора, шнеуправляемых сумматоров по модулю три дополнительно, блока 5 устранения сбоев,шдвухсекционных ключей 9, блока 6управления, конкретное выполнениеуправляемого и неуправляемого сумматоров, блока устранения сбоев и блокасуправления позволяет получить двоичные и троичные последовательности наоснове двоичных и троновых многочненов произвольной структуры. 4 з,п.ф-лы, 5 ил,122Изобретение относится к импульснойтехнике,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей генератора за счет получения двоичных и троичных последовательностей на основедвоичных и троичных многочленов произвольной структуры и повышение помехоустойчивости генератора.На фиг. 1 представлена структурная схема генератора псевдослучайныхпоследовательностей; на фиг. 2 - пример выполнения генератора псевдослучайных последовательностей; нафиг. 3 - временные диаграммы работыгенератора псевдослучайных последовательностей; на фиг. 4 - примерконкретного выполнения блока устранения сбоев; на фиг. 5 - пример конкретного выполнения блока управления.Генератор псевдослучайных последовательностей (фиг. 1) содержит первыйрегистр 1 сдвига, второй регистр 2сдвига, ш управляемых сумматоров3.13.ш. по модулю три, (ш)неуправляемых сумматора 4.1, ,4,,(ш) по модулю три, блок 5 устранения. сбоев, блок 6 управления, преобразователь 7 двоичного коца в троичный, генератор 8 тактовых импульсов, (ш) двухсекционных ключей9.19.(ш). Входы синхронизации первого 1 и второго 2 регистровсдвига соединены с выходом генератора 8 тактовых импульсов. Первый ивторой входы блока 6 управления соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого разряда вто.рого регистра 2 сдвига. Первый ивторой прямые выходы первого управляемого сумматора 3.1 по модулю трисоединены соответственно с первыми третьим входами первого неуправляе.мого сумматора 4.1 по модулю три,второй и четвертый входы которогосоединены соответственно с первым ивторым инверсными выходами первогоуправляемого сумматора 3,1 по модулютри. Первый и второй прямые выходы,1-го двухсекционного ключа 9.) и третьим и первым входами (1+1)-го неуправляемого сумматора 4.+1) помодулю три, четвертый и второй входыкоторого соединены соответственно спервым и вторым инверсными выходами,)-го неуправляемого сумматора 4.по модулю три, Первый и второй прямыевыходы 1-го управляемого сумматора З,К по модулю три, где 1 с=2,3ш, соединены соответственно с пятым и седьмым входами (к)-го неуправляемого сумматора 4.(1-1) по модулю три, шестой и восьмой входы которого соединены соответственно с первым и вторым инверсными выходами К-го управляемого сумматора З.К по модулю три. Первый и второй прямые выходы(ш;-го неуправляемого сумматора 4.(ш) по модулю три соединены соответственно с входами первой и второй секций двухсекционного ключа 9.(ш), Выходы разрядов первого регистра 1 сдвига соединены с первыми входами соответствующих управляемых суммдторсв 3.1,3.п по модулю три и первой группой входов блока 5 устранения сбоев, вторая группа входов кото. рого соединена с выходами разрядов .вторсго регистра 2 сдвига и вторыми входами соответствующих управляемых сумматоров 3,13.ш по модулю три, Первь;й выход блока 6 управления соединен с первым входом преобразователя 7 двоичного кода в троичный, вто,эой вход которого соединен с выходом первогоразряда первого регистра сдвига, информационный вход которогосоединен с выходом блока 5 устр,".нениясбоев, вход которого соединен с объединенными выходами первых секций двухсекционных ключей 9.1, ,9.(ш) выходы вторых секций которых объедипены и соединены с информационным входом второго регистра 2 сдвига, Второй выход блока 6 управления соединен с девятыми входами неуправляемь 1 х сумматоров 4.14.(ш-) по модулю три. Третий и четвертый входы,З,ш по модулю три (фиг. 2) содержиг два элемента 2-2 ИИЛИ-НЕ 10 и два элемента НЕ 11, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами управляемого сумматора по модулю три, первый входом которого являются объединенные первые входы элементов 2-2 ИИЛИ-НЕ 10, вторые объединенные входы которых являютсявторым входом управляемого сумматорапо модулю три, третьим входом которо 122823620 25 30 35 40 45 50 55 го являются объединенные третьи входы элементов 2-2 ИИЛИ-НЕ 10, четвертые объединенные входы которых являются четвертым входом управляемого сумматора по модулю три, первым и вторым инверсными выходами которого являются выходы элементов 2-2 ИИЛИ-НЕ 10, вы-. ходы которых соединены также с входами соответствующих элементов НЕКаждый неуправляемый сумматор 4.14,(ш-) по модулю три (фиг. 2) содержит,"ва элемента 3-ЗИЗИЛИ-НЕ 12 и два элемента НЕ 13, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три, первым входом которого являются объединенные первые входы элементов 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ 12, вторые объединенные входы которых являются вторым входом неуправляемого сумматора по модулю три, третьим входом которого являются объединенные третьи входы элементов 3-ЗИЗИЛИ-НЕ 12, четвертые объединенные входы которых являются четвертым входом неуправляемого сумматора по модулю три, пятым входом которого являются объединенные пятые входы элементов 3-ЗИ-ЗИ 11 И-НЕ 2, шестые объединенные входы которых являются шестым входом неуправляемого сумматора по модулю три, седьмым входом которого являются объединенные седьмые входы элементов 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ 12, восьмые объединенные входы ксторых являются восьмым входом неуправляемого сумматора по модулю три, девятым входом которого являются объединенные девятые входы элементов 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ 2, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три и соединены с входами соответствующих элементов НЕ 13.Блок 5 устранения сбоев (фиг, 4) содержит 2-входовый элемент ИЛИНЕ 14, 2 ш-входовый элемент И-НЕ 15, элемент ИЛИ 16 и элемент И 17, выход которого является выходом блока 5 устранения сбоев, первой группой входов которого являются первые ш входов 2 п-входовых элементов ИЛИ-НЕ 14 и И-НЕ 15, вторые п входов которых являются второй группой входов блока 5 устранения сбоев, вход которого является первым входом элемента ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом 2 ш-входового элемента ИЛИНЕ 14. Выход элемента ИЛИ 16 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом 2 ш-входового элемента И-НЕ 5.Блок 6 управления (фиг. 5) содержит источник 18 сигнала логического нуля, источник 19 сигнала логической единицы, (2 ш+2) ключей 20.120. (2 ш+2), Первый и второй входы первого ключа 20,1 являются соответственно вторым и первым входами блока 6 управления. Выход -го ключа 20 где .=1,2, ,2 ш+2, является соответствующим х-м выходом блока 6 управления, Первые входы всех ключей 20, кроме первого, соединены с выходом источника 19 сигнала логической единицы. Вторые входы всех ключей 20, кроме первого, соединены с выходом источника 18 сигнала логического нуля,Генератор псевдослучайных последовательностей работает в одном издвух режимов - режиме формирования4двоичных последовательностей и режимеформирования троичных последовательностей,Работа генератора псевдослучайныхпоследовательностей в режиме формирования троичных последовательностейна примере реализации характеристического многочлена третьей степени(т,е, ш=З):й(х)=х +2 х +х+1,Этому многочлену соответствуетследующая троичная последовательностьсМ =26:11010212221002202012111200,где М - длина последовательности и3определяется по формулеМ =3 - 1,щВесовые коэффициенты Ь этого многочлена представляются в виде двоичных двухразрядных чисел, При этом с(фиг, 2) подается старший разряд этого числа, а с (2+2)-го выхода -младший разряд. Соответственно, старший разряд этого числа подается натретий вход управляемого сумматора3.1 по модулю три, а младший разряд на четвертый вход этого сумматора,Таким образом, в рассматриваемом примере, где 1=2, п =1, Ь,=1, что вдвоичном представлении соответствует; й,=10; п,=01; Ь =01, замыканием соответствующих ключей 20блока 6 управления на источники 18и 19 сигналов логических нуля и единицы на третьи и четвертые входы со 1228236ответствующих управляемых сумматоров3.1, 3.2, 3.3 подаются логическиесигналы, соответствующие данномуполиному. Через второй ключ 20.2 бло 5ка 6 управления на девятые входы неуправляемых сумматоров 4,1, 4,2 подается сигнал, определяющий режим работы генератора псевдослучайных последовательностей - в режиме формиро.вания троичных последовательностейэто сигнал логической единицы. Ключ20.1 блока 6 управления также обеспечивает необходимый режим работы генератора псевдослучайных последовательностей - в режиме формирования троичных последовательностей ключ 2 О,1обеспечивает поступление на первыйвход преобразователядвоичного кодав троичный сигнала с прямого выходапервого разряда (фиг. 3) регистра 2сдвига. Обратная связь определяемаячислом гп, замыкается с помощьк двухсекционных ключей 9.19.(ш),в данном случае (так как щ=З) с. помощью ключа 9.2, по выходу последнегонеуправляемого сумматора 4, по модулю три - в данном случае сумматора4.2 (Фиг. 3 , 3), Все остальные двухсекционные ключи 9 обязательно разомкнуты. Сигналы с выходов разрядовпервого регистра 1 сдвига (Фиг. 32,Зе) подаются на первые входы управляемых сумматоров 3.2, 3.3 по модулютри соответственно. Подаваемые на35вторые входы этих сумматоров сигналы(Фиг. 3, Зж) с выходов разрядов второго регистра 2 сдвига совместно ссигналами с блока 6 управления, подаваемыми на третьи и четвертые входы40этих сумматоров, суммируются по модулю три в соответствии с выражениямиБ=а Ь 1+а 2 Ь 2;Б 2=а 1 Ь 2+а 2 Ь 1,где Б 1 - сигнал на нервом прямом вы 45ходе управляемого сумматора 3.1(3,2,3.3) по модулю три (фиг, Зк, Зм, Зссоответственно); Бг - сигнал на вто-ром прямом выходе управляемого сумматора 3.1(3,2, 3.3) по модулю три50(фиг. Зл, 3 н, 31 соответственно);а - сигнал с выхода соответствующего разряда регистра 1 сдвига, поступающий на первый вход соответствующего управляемого сумматора 3,1.по модулю три; Ь - сигнал, посту 55лающий на третий вход соответствующего управляемого сумматора 3, помодулю три с (2+1)-го выхода блока 6 управления; а - сигнал с выхода соответствующего разряда регистра 2сдвига, поступающий на второй входсоответствующего управляемого сумматора 3. по модулю три; Ь - сигнал,поступающий на четвертый вход соответствующего управляемого сумматораЗ. по модулю три с (2+2)-го выходаблока 6 управления.Полученные на выходах управляемыхсумматоров 3.1, 3.2 по модулю трисигналы суммируются совместно с сигналом с второго выхода блока 6 управ.ления в неуправляемом сумматоре 4.1по модулю три, сигналы с прямых(фиг, 3 п, 3) и инверсных выходовкоторого совместно с сигналами с прямых и инверсных выходов управляемогосумматора 3.3 по модулю три суммируются по модулю три в неуправляемомсумматоре 4.2 по модулю три. Сдвигинформации в регистрах 1 и 2 сдвигаосуществляется импульсами с выходагенератора 8 тактовых импульсов(Фиг, Зх), Преобразователь 7 двоичного кода в троичный преобразует пос.тупающие на его первый (Фиг, ЗЬ) ивторой (фиг, 31) входы сигналы с выходов первых разрядов регистров 1 и2 сдвига в троичный код (фиг. Зд).Работа блока 5 устранения сбоев(Фиг 4) происходит следующим обрагзом. Всего из 2 возможных состояВний регистров 1 и 2 сдвига есть 3 - 1разрешенных, Появление неразрешенныхсостояний регистров 1 и 2 сдвига означает возникновение сбойной ситуации. При формировании троичных после.довательностей возможны два видасбойных ситуаций: обнуление обоихрегистров 1 и 2 сдвига; установлениево всех или одноименных разрядах регистров 1 и 2 сдвига уровней логической единицы,При обнулении регистров 1 и 2сдвига на выходе элемента ИЛИ-НЕ 14появляется (фиг. 3 э) уровень логической единицы, который через элементыИЛИ 16 и И 17 поступит на информационный вход регистра 1 сдвига, чтообеспечит устранение сбойной ситуации в следующем такте работы генератора псевдослучайных последовательностей, При установлении уровнейлогической единицы в нескольких одноименных (например, 1. и 2,1; 1.1,1,2 и 2,1, 2.2) разрядах регистров1 и 2 сдвига генератор сам восстано.1228236 51 О15 25 30 35 40 45 вит нормальное функционирование, таккак эти неразреженные состояния регистров 1 и 2 сдвига учтены при построении сумматоров З,.г и 4 Приустановлении всех разрядов регистров1 и 2 сдвига в единичное состояниена выходе элемента И-НЕ 15 появитсяуровень (фиг. Зи) логического нуля,который через элемент И 17 поступитна информационный вход регистрасдвига и обеспечит устранение сбойной ситуации.При работе генератора псевдослучайных последовательностей в режимеформирования двоичных последовательностей режим работы задается подачейсигнала логического нуля с выходаключа 20,2 блока 6 управления(фиг, 5) на девятые входы неуправляемых сумматоров 4. по модулю три.При этом на первый вход преобразователя 7 двоичного кода в троичный спомощью ключа 20.1 блока 6 управленияподается сигнал с инверсного выходапервого разряда регистра 2 сдвига.Подача остальных сигналов при этоманалогична подаче сигналов в режиме, формирования троичных последовательностей. При формировании двоичныхпоследовательностей сбойной ситуациейявляется (из описанных выше) лишьустановление регистров 1 и 2 сдвигав нулевое состояние одновременно,Устранение этой сбойной ситуации осуществляется аналогично описанной приформировании троичных последовательностей,формулаизобретения 1. Генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий первый и второй регистры сдвига, входы синхронизации которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, преобразователь двоичного кода в троичный, первый неуправляемый сумматор по модулю три, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения двоичных и троичных последовательностей на основе двоичных и троичных характеристических многочленов произвольной структуры и повышения помехоустойчивости генератора, он содержит ш управляемых сумматоров по модулю три, где ш максимальная разрядность генератора, шнеуправляемых сумматора по модулю три дополнительно, блок устранениясбоев, шдвухсекционных ключей иблок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первогоразряда второго регистра сдвига, первый и второй прямые выходы первогоуправляемого сумматора по модулю трисоединены соответственно с первым итретьим входами первого неуправляемого сумматора по модулю три, второйи четвертый входы которого соединенысоответственно с первым и вторым инверсными выходами первого управляемого сумматора по модулю три, первыйи второй прямые выходы )-го неуправляемого сумматора по модулю три, где,)=1,2, ,ш, соединены соответст венно с входами первой и второй сек 20, ций )-го двухсекционного ключа и третьим и первым входами )+1-го неуправляемого сумматора го модулю три, четвертый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторыминверсными выходами )-го неуправляемого сумматора по модулю три, первыйи второй прямые выходы к-го управляемого сумматора по модулю .три, где1=2,3, ,ш, соединены соответственно с пятым и седьмым входами К-гонеуправляемого сумматора по модулютри, шестой и восьмой входы которогосоединены соответственно с первым ивторым инверсными выходами к-го управляемого сумматора по модулю три,первый и второй прямые выходы ш-гонеуправляемого сумматора по модулютри соединены соответственно с входами первой и второй секций ш-годвухсекционного ключа, выходы разрядов первого регистра сдвига соединены с первыми входами соответствующих ш управляемых сумматоров по .модулю три и первой группой входов блока устранения сбоев, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядоввторого регистра сдвига ивторыми входами соответствующих ш управляемых сумматоров по модулю три,первый выход блока управления соединен с первым входом преобразователя двоичного кода в троичный, второй вход которого соединен с выходом первого разряда первого регистра сдвига,информационный вход которого соединенс выходом блока устранения сбоев,вход которого соединен с объединенными выходами первых секций шдвухсекционных ключей, выходы вторых сек20 30 ций которых объединены и соединены синформационным входом второго регист.ра сдвига, второй выход блока управления соединен с девятыми входамиш- неуправляемых сумматоров по модулю три, третий и четвертый входы-го управляемого сумматора по модулютри, где .=1,2ш, соединены соответственно с 2+1-м и 2+2-м выходами блока управления. 102. Генератор по и. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что управляемыйсумматор по модулю три содержит дваэлемента 2-2 ИИЛИ-НЕ и два элемента НЕ, выходы которых являются первыми вторым прямыми выходами управляемого сумматора по модулю три, первымвходом которого являются объединенныепервые входы элементов 2-2 ИИЛИ-НЕ,вторые объединенные входы которыхявляются вторым входом управляемогосумматора по модулю три, третьим входом которого являются объединенныетретьи входы элементов 2-2 ИИЛИ-НЕ,четвертые объединенные входы которыхявляются четвертым входом управляемого сумматора по модулю три, первыми вторым инверсными выходами которогоявляются выходы элементов 2-2 ИИЛИНЕ, выходы которых соединены такжес входами соответствующих элементовНЕ,3. Генератор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что неуправляемый сумматор по модулю три содержитдва элемента 3-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ и два эле 35мента НЕ, выходы которых являютсяпервым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулютри, первым входом которого являются40объединенные первые входы элементовЗ-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, вторые объединенныевходы которых являются вторым входомнеуправляемого сумматора по модулютри, третьим входом которого являютсяобъединенные третьи входы элементов45З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, четвертые объединенныевходы которых являются четвертым входом неуправляемого сумматора по модулю три, пятым входом которого являются объединенные пятые входы элементов З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, шестые объединенные вхоцы которых являются шестым входом неуправляемого сумматора по модулю три, седьмым входом которого являются объециненные седьмые входы элементоВ З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, восьмые обьединенные входы которых являются восьмым входом неуправляемого сумматора по модулю три, девятым входом которого являются объединенные девятые входы элементов З-ЗИ-ЗИЛИ-НЕ, выходы которых являются первым и вторым прямыми выходами неуправляемого сумматора по модулю три и соединены с входами соответствующих элементов НЕ.ч Генератор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок устранения сбоев содержит 2 ш-входовый элемент ИЛИ-НЕ, 2 ш-входовый элемент И-НЕ, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого является выходом блока устранения сбоев, первой группой входов которого являются первые ш входов 2 ш-входовых элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, вторые ш входов которых являются второй группой входов блока устранения сбоев вход которого является первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом 2 ш-входового элемента ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом 2 ш-входового элемента И-НЕ.5. Генератор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит источник сигнала логического нуля, источник сигнала логической единицы, 2 ш+2 ключей, первый и второй входы первого ключа являются соответственно вторым и первым входами блока управления, выход 1.-го ключа, где 3.=1,22 п+2, является состветствующим .-м выходом блока управления, первые входы всех ключей, кроме первого, соединены с выходом источника сигнала логической единицы, вторые входы всех ключей, кроме первого соединенывыходом источника сигнала логического нуля.1228236 Составитель Ю. Бурмистровактор М. Товтин Техред Г.Гербер Корректор В. С ка 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 2295/56 Тираж 816 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, ЖПодписинного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб