Устройство для формирования псевдослучайных чисел

 

Изобретение может быть использовано при моделировании случайных процессов. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит регистр 1 сдвига, сумматор 2 по модулю два, генератор 5 тактовых импульсов, дешифратор 6 и элемент ИЛИ 7. В устройство введены регистр 3 хранения, блок 4 сравнения и блок 8 начальной установки. Это позволяет устройству путем автоматической смены начальной фазы псевдослучайной последовательности после каждого цикла ее генерирования обеспечивать формирование больших массивов псевдослучайных чисел без перестройки сумматора 2 по модулю два, включенного в обратную связь регистра 1 связи. В описании приведен пример конкретного выполнения блока 8 начальной установки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. СЛ со о со о фиг. 7

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g 4 Н 03 К 3/84 » r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3951671/24-21 (22) 02.09.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (72) М. Н. Бобов и А А. Обухович (53) 621.374.2 (088.8) (56) Алексеев А. И. и др. Теория и применение псевдослучайных сигналов. — М.:

Наука, 1969, с. 127.

Авторское свидетельство СССР № 1023325,. кл. G 06 F 7/58, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение может быть использовано при моделировании случайных процессов.

Цель изобретения — повышение быстро„„Я0„„1309270 А1 действия устройства. Устройство содержит регистр 1 сдвига, сумматор 2 по модулю два, генератор 5 тактовых импульсов, дешифратор 6 и элемент ИЛИ 7. В устройство введены регистр 3 хранения, блок 4 сравнения и блок 8 начальной установки. Это позволяет устройству путем автоматической смены начальной фазы псевдослучайной последовательности после каждого цикла ее генерирования обеспечивать формирование больших массивов псевдослучайных чисел без перестройки сумматора 2 по модулю два, включенного в обратную связь регистра 1 связи. В описании приведен пример конкретного выполнения блока 8 начальной установки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1309270

Изобретение относится к им пульсной технике и может быть использовано при моделировании случайных процессов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для формирования псевдослучайных чисел; на фиг. 2 — пример конкретного выполнения блока начальной установки.

Устройство для форм ирования псевдослучайных чисел (фиг. 1) содержит регистр 1 сдвига, сумматор 2 по модулю два, регистр 3 хранения, блок 4 сравнения, генератор 5 тактовых импульсов, дешифратор 6, элемент ИЛИ 7, блок 8 начальной установки, выходы которого соединены с соответствующими установочными входами регистра 1 сдвига и регистра 3 хранения, выходы которого соедиинены с соответствующими входами второй групы входов дешифратора 6 и с соответствующими входами первой группы входов блока 4 сравнения, входы второй группы входов которого соединены с соответствующими входами первой группы входов дешифратора 6 и соответствук>щими выходами группы выходов регистра 1 сдвига, выходы соответствующих разрядов которого соединены с входами сумматора 2 по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра 1 сдвига, вход синхронизации которого соединен с вторым выходом генератора 5 тактовых импульсов и первым входом блока 8 начальной установки, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 7, первый вход которого соединен с выходом дешифратора 6, вход которого соединен с первым выходом генератора 5 тактовых импульсов и входом блока 4 сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ 7.

Блок 8 начальной установки (фиг. 2) содержит диод 9, усилитель 10, элемент И

11, счетный триггер 12, первый регистр 13 сдвига, сумматор 14 по модулю два и второй регистр 15 сдвига, соединенные последовательно, группу 16 элементов И, выходы которых являются выходами блока 8 начальной установки, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И 11, входом синхронизации первого регистра 13 сдвига и входом синхронизации второго регистра 15 сдвига, выходы которого соединены с первым и входам и соответствующих элементов И группы 16 элементов И, вторые входы элементов И которой соединены между собой и являются вторым входом блока 8 начальной установки.

Устройство для формирования псевдослучайных чисел работает следующим образом.

При включении питания на выходе генератора 5 тактовых импульсов вырабатываются две последовательности импульсов, сдвинутых друг относительно друга на половину периода. При поступлении на вход регистра 1 сдвига и блока 8 начальной установки тактовой последовательности с второго выхода генератора 5 тактовых импульсов они начинают вырабатывать соответственно псевдослучайную последовательность максимального периода и шумовую последовательность. При включении питания состояние разрядов регистра 3 хранения устанавливаешься случайным образом и, так как в регистре 1 сдвига формируется последовательность максимального периода, в некоторый момент времени состояния разрядов регистра 1 сдвига и регистра 3 хранения совпадут. В соответствии с этим по сигналу с первого выхода генератора 5 тактовых импульсов блок 4 сравнения через элемент ИЛИ 7 разрешает считывание с блока 8 начальной установки кодовой комбинации, которая является новой начальной фазой псевдослучайной последовательности и также запоминается в регистре 3 хранения. После окончания импульса с первого выхода генератора 5 тактовых импульсов сигнал с выхода блока 4 сравнения пропадает, процесс записи новой начальной фазы прекращается.

По следующему импульсу с второго выхода генератора 5 тактовых импульсов содержимое регистра 1 сдвига изменяется в соответствии с законом образования псевдослучайной последовательности и с приходом импульса с первого выхода генератора 5 тактовых импульсов выработки сигнала считывания новой фазы в блоке 4 сравнения не происходит.

Таким образом, по сигналу с второго выхода генератора 5 тактовых импульсов происходит изменение состояния регистра 1 сдвига, а по сигналу с первого выхода— сравнение его состояния с состоянием регистра 3 хранения. После выработки полного цикла псевдослучайной последовательности, равного (2" — 1) тактов (где п разрядность регистра 1 сдвига), состояния разрядов в регистре 1 сдвига и регистре 3 хранения совпадут, При этом сигналом с блока 4 сравнения новая комбинация начальной фазы записывается в регистр 1 сдвига, и процесс генерации псевдослучайной последовательности повторяется.

При включении питания в регистре 1 сдвига или в регистре 3 хранения может установиться нулевая комбинация. Если нулевая комбинация появляется в регистре 1 сдвига, то это может привести к невозникновению генерации псевдослучайной последовательности и на выход устройства посту.пает ноль.

1309270

Если нулевая комбинация появляется в регистре 3 хранения, то устройство формирует только один вид псевдослучайной последовательности, так как смены начальной фазы не происходит (нет сигнала с блока 4 сравнения).

Для устранения таких режимов существует дешифратор 6. При появлении в регистре 1 сдвига или в регистре 3 хранения нулевой комбинации сигналом - с дешифратора 6 через элемент ИЛИ 7 осуществляется запись кодовой комбинации из блока 8 начальной установки.

Таким образом, в устройстве путем автоматической смены начальной фазы псевдослучайной последовательности после каждого цикла ее генерирования обеспечивается формирование больших массивов псевдослучайных чисел без перестройки сумматора 2 по модулю два, включенного в обратную связь регистра 1 сдвига.

Блок 8 начальной установки работает следующим образом.

Сигнал шума с диода 9 поступает через усилитель 10 на первый вход элемента И 11, который стробируется сигналом с первого входа блока 8 начальной установки.

Сигнал на выходе элемента И 11 представляет собой шумовой сигнал, разбитый на периоды, длительность которых определяется стробирующим сигналом. Сигнал с выхода элемента И 11 делится счетным триггером 12. В зависимости от числа импульсов шума в периоде триггер 12 устанавливается в нулевое или единичное состояние, которое в паузе между импульсами с первого входа блока 8 начальной установки записывается в первый регистр 13 сдвига. Сигналы с выходов регистра 13 сдвига суммируются сумматором 14 по модулю два, с выхода которого последовательность записывается во второй регистр 15 сдвига. Под действием сигнала считывания с второго входа блока 8 начальной установки элементы И группы 16 элементов И выдают сигналы второго регистра 15 сдвига на выходы блока 8 начальной установки.

4

Формула изобретения

i. Устройство для формирования псевдослучайных чисел, содержащее регистр сдвига, сумматор по модулю два, генератор тактовых импульсов, дешифратор, элемент

ИЛИ, группа выходов регистра сдвига соединена с соответствующими входами первой группы входов дешифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены регистр хранения, блок сравнения и блок начальной установки, выходы которого соединены с соответствующими установочными входами регистра сдвига и регистра хранения, выходы которого соединены с соответствующими входами второй группы входов дешифратора и с соответствующими входами первой группы входов блока сравнения, вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов и входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, входы второй группы входов которого соединены с соответствующими выходами группы выходов регистра сдвига, выходы соответствующих разрядов которого соединены с входами сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, вход синхронизации которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов и первым входом блока начальной установки, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок начальной установки содержит диод, усилитель, элемент И, счетный триггер, первый регисТр сдвига, сумматор по модулю два и второй регистр сдвига, соединенные последовательно, группу элементов И, выходы которых являются выходами блока начальной установки, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И, входом синхронизации первого регистра сдвига и входом синхронизации второго регистра сдвига, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И групы элементов И, вторые входы элементов И которой соединены между собой и являются вторым входом блока начальной установки.

l309270

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(— 35, Раугнская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4

Редактор И. Николайчук

Заказ 448/54

Составитель Ю. Бурмистров

Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Тираж 902 Подписное