Генератор двійкової псевдовипадкової послідовності на основі використання першого стовпця матриці станів

Реферат: Генератор двійкової псевдовипадкової послідовності на основі використання першого стовпця матриці станів містить регістр збереження першого стану генератора. В нього введені регістр збереження матриці зв'язків першого ступеня, регістр збереження матриці зв'язків поточного ступеня, перший та другий блоки множення. UA 67881 U (54) ГЕНЕРАТОР ДВІЙКОВОЇ ПСЕВДОВИПАДКОВОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ НА ОСНОВІ ВИКОРИСТАННЯ ПЕРШОГО СТОВПЦЯ МАТРИЦІ СТАНІВ UA 67881 U UA 67881 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до обчислювальної техніки та може використовуватися у системах тестового діагностування цифрових пристроїв, циклічного кодування, імовірнісного моделювання, криптографії, створення штучних завад. Відомий пристрій [1], який містить три групи регістрів зсуву, n груп по n двовходових елементів "І", n  n - входових суматорів по модулю два, генератор тактових імпульсів, блок керування, блок завдання початкового стану, шину "Установка" та групу з n  n двовходових елементів "І". Недоліком відомого пристрою є велика складність пристрою. Найбільш близьким до того, що пропонується, технічним рішенням, вибраним як прототип, є пристрій [2], який містить генератор тактових імпульсів, регістр зсуву, лінійку логічних елементів і пристрою маскування, логічний елемент сумування за модулем два та інвертор. Основним недоліком такого пристрою є низька надійність, зумовлена введенням не характерного для псевдовипадкової послідовності комбінації всіх нулів. Це зумовлено тим, що комбінація всіх нулів є логічно виключеною в повному наборі генерованих чисел [3]. В основу корисної моделі поставлено задачу збільшення достовірності генерування псевдовипадкової послідовності за рахунок використання будь-яких поліномів та генерування псевдовипадкових послідовностей з будь-якого стану без використання регістра зсуву. Задача вирішується тим, що у відомий генератор псевдовипадкових послідовностей, який містить регістр для збереження першого стану генератора додатково введені два регістра для збереження матриць зв'язків та два блока множення. Генерування псевдовипадкової послідовності в залежності від вибраного утворюючого поліному виконується завдяки розрахунку матриць зв'язків відповідних ступенів та подальшого їх перемноження на перший стан генератора. Матриця зв'язків першого ступеня розміром r  r  розрядів описує взаємозв'язок входів та виходів тригерів класичного генератора, вибраних за виглядом характеристичного неприведеного примітивного поліному, який генерує період циклу генерації максимальної довжини. Позитивним технічним рішенням є те, що отримано пристрій, який дозволяє генерувати двійкову псевдовипадкову послідовність для будь-якого поліному, який генерує послідовність максимальної довжини, та генерування цієї послідовності з будь-якого стану без використання регістра зсуву. При пошуку в патентній та науково-технічній літературі не виявлено об'єктів з ознаками, подібними до відмінних ознак технічного рішення, що заявляється, на підставі чого можна зробити висновок про відповідність його критерію "суттєві відмінності". Технічний результат, що може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає в тому, що запропонований пристрій генерує двійкову псевдовипадкову послідовність для будьякого примітивного неприведеного характеристичного поліному, який утворює період циклу генерації максимальної довжини без використання регістра зсуву. На кресленні наведена схема генератора двійкової псевдовипадкової послідовності на основі використання першого стовпця матриці станів, який містить: регістр 1 збереження першого стану генератора; групу 2 регістрів збереження матриць зв'язків відповідних ступенів, причому, регістр 21 зберігає матрицю зв'язків першого ступеня, а регістр 22 - матрицю зв'язків поточного ступеня; групу 3 блоків перемноження, причому, блок 3 1 виконує перемноження значень регістра 21 матриці зв'язків першого ступеня на регістр 22 матриці зв'язків поточного ступеня, а блок 32 виконує перемноження отриманої матриці зв'язків поточного ступеня на перший стан генератора з регістра 1 та групу 4 вихідних станів генератора. Сигнали синхронізації та ланцюги початкового встановлення регістрів на схемі не наведені. Наприклад, матриця зв'язків для Px   x 4  x 3  1 має вигляд: 0 0 1 1 S 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 Вільний член a 0 утворюючого характеристичного поліному Px   ar xr  ar 1xr 1    ax  a0 50 однозначно описує перший стан h1 матриці станів H та дорівнює: h1  a0 0  0 , який для двійкового полінома завжди буде дорівнювати h1  10  0 . Наприклад, для Px   x 4  x 3  1 перший стан h1  1000 . Таке значення першого стану h1 дуже спрощує принципову схему генератора. 1 UA 67881 U 5 10 15 Пристрій працює наступним чином. Перед початком роботи регістр 1 містить початковий стан генерації, регістр 21 - значення матриці зв'язків першого ступеня, регістр 22 - одиничну матрицю. З подачею першого імпульсу синхронізації в блоці 3 1 виконується множення значень регістрів 21 на 22 та перемноження в блоці 32 отриманого результату на значення регістра 1 й подальшого занесення результату блока 31 в регістр 22 для збереження матриці зв'язків наступного ступеня. Вихідний стан у вигляді матриці-стовпця розрядністю r видається на вихід 4 схеми генератора. З подачею кожного нового імпульсу синхронізації регістр 2 2 зберігає матрицю зв'язків відповідного ступеня. Джерела інформації: 1. Патент на винахід № 86401, Україна, МПК G06F 7/58. Генератор псевдовипадкових двійкових послідовностей. /Н. В. Олійник, М. М. Солощук. - № u200609286; Заяв. 23.08.2006; опубл. 27.04.2009; Бюл. № 8-12 с 2. Патент на винахід № 86941, Україна, МПК G06F 7/58. Спосіб генерування псевдовипадкових чисел та пристрій для його здійснення. /Л. Б. Петришин, М. А. Лаврів. - № u200512831; Заяв. 30.12.2009; опубл. 10.06.2009; Бюл. № 11-6 с. (прототип). 3. Литиков И. П. Кольцевое тестирование цифровых устройств. - Μ.: Энергоатомиздат, 1990. - С. 13, 16. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Генератор двійкової псевдовипадкової послідовності на основі використання першого стовпця матриці станів, який містить регістр збереження першого стану генератора, відрізняється тим, що в нього введені регістр збереження матриці зв'язків першого ступеня, регістр збереження матриці зв'язків поточного ступеня, перший та другий блоки множення, причому виходи регістра збереження матриць зв'язків першого ступеня з'єднані з першими входами першого блока множення, до других входів яких підключені виходи регістра збереження матриці зв'язків поточного ступеня, виходи першого блока множення підключені як до входів регістра збереження матриці зв'язків поточного ступеня, так й до перших входів другого блока множення, до других входів якого підключені виходи регістра збереження першого стану генератора, виходи другого блока множення підключені до виходів генератора. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2