RU2275683C2 - Walsh functions generator - Google Patents
Walsh functions generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275683C2 RU2275683C2 RU2003122139/09A RU2003122139A RU2275683C2 RU 2275683 C2 RU2275683 C2 RU 2275683C2 RU 2003122139/09 A RU2003122139/09 A RU 2003122139/09A RU 2003122139 A RU2003122139 A RU 2003122139A RU 2275683 C2 RU2275683 C2 RU 2275683C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shift register
- output
- input
- generator
- register
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к генераторам дискретных функций, и может быть использовано в аппаратуре сжатия информации в телевидении, многоканальной связи, телеметрии для представления в базисе Уолша различных сообщений и сигналов.The invention relates to automation and computer engineering, in particular to discrete function generators, and can be used in information compression equipment in television, multichannel communication, telemetry to represent various messages and signals in the Walsh basis.
Известен генератор функций Уолша, содержащий генератор тактов, n-разрядный счетчик (2n - число генерируемых функций Уолша), n элементов И, n-входовый сумматор по модулю два, блок формирования номера функции Уолша и группу n-1 сумматоров по модулю два (см. авторское свидетельство СССР №1091145, кл. G 06 F 1/02, 1982 г.).A known Walsh function generator containing a clock generator, an n-bit counter (2 n is the number of generated Walsh functions), n AND elements, an n-input adder modulo two, a unit for generating a Walsh function number and a group of n-1 adders modulo two ( see USSR author's certificate No. 1091145, class G 06 F 1/02, 1982).
Однако этот генератор обладает существенной сложностью и ограниченным быстродействием из-за использования в его схеме инерционных элементов суммирования по модулю два.However, this generator has significant complexity and limited speed due to the use of inertial summation elements modulo two in its circuit.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является генератор функций Уолша, содержащий задающий генератор, регистр сдвига, регистр номера функции, элемент НЕ, элемент И и триггер, причем выход регистра номера функции подключен к параллельному информационному входу регистра сдвига, выход задающего генератора подключен к тактовому входу регистра сдвига и к входу элемента НЕ, выход элемента НЕ и последовательный выход регистра сдвига через элемент И подключены к счетному входу триггера (см. авторское свидетельство СССР №1076892, кл. G 06 F 1/02, 1982 г.).The closest in technical essence to the present invention is a Walsh function generator containing a master oscillator, a shift register, a function number register, an element NOT, an AND element, and a trigger, the output of the function number register being connected to a parallel information input of the shift register, the output of the master oscillator connected to the clock input of the shift register and to the input of the element NOT, the output of the element NOT and the serial output of the shift register through the AND element are connected to the counting input of the trigger (see copyright certificate Your USSR No. 1076892, class G 06 F 1/02, 1982).
Однако этот генератор обладает существенной сложностью, обусловленной большим числом разрядов в используемом регистре сдвига (2n-1 при 2n генерируемых функциях Уолша), поскольку каждый разряд регистра сдвига представляет собой триггер.However, this generator has significant complexity due to the large number of bits in the shift register used (2 n -1 with 2 n generated Walsh functions), since each bit of the shift register is a trigger.
Целью изобретения является упрощение генератора функций Уолша посредством уменьшения числа триггеров, используемых в качестве разрядов регистра сдвига.The aim of the invention is to simplify the generator of Walsh functions by reducing the number of triggers used as bits of the shift register.
Поставленная цель достигается тем, что в известный генератор функций Уолша, содержащий задающий генератор, регистр сдвига, регистр номера функции, элемент НЕ, элемент И и триггер, причем выход регистра номера функции подключен к параллельному информационному входу регистра сдвига, выход задающего генератора подключен к тактовому входу регистра сдвига и к входу элемента НЕ, выход элемента НЕ и последовательный выход регистра сдвига через элемент И подключены к счетному входу триггера, введены n-разрядный счетчик (где 2n - число генерируемых функций Уолша) и дополнительный элемент И, причем регистр сдвига замкнут в кольцо цепью обратной связи через дополнительный элемент И, второй вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика, счетный выход которого подключен к выходу задающего генератора.This goal is achieved by the fact that in the well-known Walsh function generator containing a master oscillator, a shift register, a function number register, an element NOT, an AND element and a trigger, the output of the function number register being connected to a parallel information input of the shift register, the output of the master oscillator connected to a clock the input of the shift register and the input of the element NOT, the output of the element NOT and the serial output of the shift register through the element AND are connected to the counting input of the trigger, an n-bit counter is introduced (where 2 n are the numbers generated x Walsh functions) and an additional element And, moreover, the shift register is closed into the ring by a feedback circuit through an additional element And, the second input of which is connected to the output of the high order of the counter, the counting output of which is connected to the output of the master oscillator.
На фиг.1 представлена структурная схема генератора функций Уолша, на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования генератором функции Wal (5, θ), на фиг.3 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования генератором функции Wal (6, θ).Figure 1 shows the structural diagram of the generator of Walsh functions, figure 2 is a timing diagram illustrating the process of generating the function Wal (5, θ), figure 3 is a timing diagram illustrating the process of generating the function Wal (6, θ) .
Генератор функций Уолша содержит задающий генератор 1, элемент НЕ 2, регистр 3 сдвига, регистр 4 номера функции, элемент И 5, триггер 6, n-разрядный счетчик 7 и дополнительный элемент И 8.The Walsh function generator contains a master generator 1, an
Генератор функций Уолша работает следующим образом.The Walsh function generator works as follows.
Двоичный код номера функций Уолша, который должен быть записан в регистре 3 сдвига, определяется следующими таблицами:The binary code of the Walsh function number to be recorded in shift register 3 is determined by the following tables:
Матрица, строками которой являются двоичные коды номеров функций Уолша, симметрична относительно столбца с порядковым номером 2n-1, помеченного в таблицах стрелкой. Следовательно, начальные условия для моделирования нужной функции Уолша можно задать, записав в регистре 3 сдвига не весь двоичный код номера функции, а только символы 2n-1, и следующие за ним по порядку в строке, соответствующей номеру нужной функции. Количество этих символов равно 2n-1.The matrix, the rows of which are binary codes of the numbers of Walsh functions, is symmetric with respect to the column with the
Число этих символов равно числу разрядов в регистре 3 сдвига. Перед началом работы старший разряд n-разрядного счетчика 7 должен быть установлен в единичное состояние, а остальные разряды - в нулевое состояние, триггер 6 должен быть установлен в единичное состояние.The number of these characters is equal to the number of bits in the shift register 3. Before starting work, the senior bit of the n-bit counter 7 should be set to a single state, and the remaining bits should be set to zero, trigger 6 should be set to a single state.
Кодовая комбинация, представляющая собой усеченный код, имеющий число разрядов в два раза меньше, чем полный двоичный код номера функции Уолша (см. таблицы 1, 2, 3), переписывается из регистра 4 номера функции в регистр 3 сдвига.The code combination, which is a truncated code, having the number of bits is two times less than the complete binary code of the Walsh function number (see tables 1, 2, 3), is copied from register 4 of the function number to shift register 3.
Например, для случая N=16 при формировании функции с порядковым номером 7 в прототипе (см. авторское свидетельство СССР №1076892, кл. G 06 F 1/02, 1982 г.) используется регистр сдвига 3, имеющий 15 разрядов (триггеров) для записи двоичного кода номера функции Уолша 010101010101010. А в предлагаемом генераторе для формирования этой же функции используется регистр сдвига 3, имеющий всего 8 разрядов (триггеров) для записи усеченного двоичного кода номера функции Уолша 10101010 (см. таблицу 3).For example, for the case N = 16, when forming a function with serial number 7 in the prototype (see USSR author's certificate No. 1076892, class G 06 F 1/02, 1982), shift register 3 is used, which has 15 digits (triggers) for write the binary code of the Walsh function number 01010101010101010. And in the proposed generator, the shift register 3 is used to generate the same function, having only 8 bits (triggers) to record the truncated binary code of the Walsh function number 10101010 (see table 3).
Под воздействием тактовой частоты, поступающей с выхода задающего генератора 1 на тактовый вход регистра 3 сдвига, информация, записанная в нем, сдвигается и поступает на один из входов элемента И 5, на второй вход которого поступает инвертированный сигнал тактовой частоты. Информация с выхода регистра 3 сдвига поступает также на один из входов дополнительного элемента И 8, на второй вход которого поступает единичный потенциал с выхода старшего разряда счетчика 7. Информация с выхода дополнительного элемента И 8 будет поступать на вход регистра 3 сдвига до тех пор, пока старший разряд счетчика 7 будет находиться в единичном состоянии. Поскольку счетчик 7 имеет n разрядов, причем перед началом его работы в его старшем разряде была записана «1», то это произойдет через 2n-1 тактов работы задающего генератора 1. Таким образом, в регистр 3 сдвига по цепи обратной связи запишутся 2n-1-1 символов, вышедших из него, и, следовательно, они повторно поступят на вход элемента И 5, то есть на вход элемента И 5 в итоге поступит не усеченный, а полный код номера функции Уолша.Under the influence of the clock frequency coming from the output of the master oscillator 1 to the clock input of the shift register 3, the information recorded in it is shifted and fed to one of the inputs of the And 5 element, the second input of which receives an inverted clock signal. The information from the output of shift register 3 also goes to one of the inputs of the additional element And 8, the second input of which receives the unit potential from the output of the high order of counter 7. Information from the output of the additional element And 8 will go to the input of register 3 of the shift until the high order of the counter 7 will be in a single state. Since counter 7 has n digits, and before it started working in its highest order, “1” was written, this will happen after 2 n-1 clock cycles of the master oscillator 1. Thus, 2 n are written in shift register 3 on the feedback circuit -1 -1 characters that have come out of it, and therefore, they will re-enter the input of the And 5 element, that is, the input of the And 5 element will not receive the truncated, but the full code of the Walsh function number.
Напряжение на выходе элемента И 5 оказывается стробированным, причем на каждый двоичный интервал минимальной длительности приходится по одному стробу, а длительность каждого строба равна половине длительности тактового интервала. Сигналы с входа элемента И 5 поступают на счетный вход триггера 6, предварительно установленного в одиночное состояние. Моменты появления логических единиц на выходе элемента И 5 соответствуют моментам перемен знака генерируемой функции Уолша, поэтому на выходе триггера 6 оказывается сформированной соответствующая функции Уолша.The voltage at the output of the And 5 element turns out to be gated, and for each binary interval of minimum duration there is one gate, and the duration of each gate is equal to half the duration of the clock interval. The signals from the input of the And
На фиг.2 и фиг.3 представлены диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования функций Wal (5, θ) и Wal (6, θ).Figure 2 and figure 3 presents diagrams illustrating the process of forming the functions Wal (5, θ) and Wal (6, θ).
На диаграммах показано временное состояние выходов:The diagrams show the temporary status of the outputs:
а) задающего генератора 1;a) master oscillator 1;
б) элемента НЕ 2;b) element NOT 2;
в) старшего разряда счетчика 7;c) the senior level of the counter 7;
г) регистра 3 сдвига;d) register 3 shift;
д) дополнительного элемента И 8;d) an additional element And 8;
е) элемента И 5;e) element And 5;
ж) триггера 6.g) trigger 6.
В предлагаемом генераторе функции Уолша число разрядов в регистре 3 сдвига равно 2n-1, а число разрядов в счетчике 7 равно n, тогда общее число разрядов:In the proposed generator of the Walsh function, the number of bits in the shift register 3 is 2 n-1 , and the number of bits in the counter 7 is n, then the total number of bits:
N1=2n-1+n.N 1 = 2 n-1 + n.
В прототипе число разрядов в регистре 3 сдвига равно:In the prototype, the number of bits in shift register 3 is:
N2=2n-1.N 2 = 2 n -1.
Таким образом, схема предлагаемого генератора функций Уолша содержит значительно меньше, чем прототип, число триггеров (разрядов регистра 3 сдвига и счетчика 7). Выигрыш в числе триггеров составляет:Thus, the scheme of the proposed generator of Walsh functions contains significantly less than the prototype, the number of triggers (bits of register 3 shift and counter 7). The gain in the number of triggers is:
N2-N1=2n-1-(2n-1+n)=2n-1(2-1)-1-n=2n-1-n-1.N 2 -N 1 = 2 n -1- (2 n-1 + n) = 2 n-1 (2-1) -1-n = 2 n-1 -n-1.
В таблице 4 представлены расчеты числа триггеров, входящих в состав регистра 3 сдвига и счетчика 7 предлагаемого генератора функций Уолша и прототипа для различного числа формируемых функций N=2n.Table 4 presents the calculations of the number of triggers included in the shift register 3 and counter 7 of the proposed Walsh function generator and prototype for a different number of generated functions N = 2 n .
В предлагаемом генераторе обеспечивается выигрыш в числе триггеров, используемых для построения регистра 3 сдвига и счетчика 7 по сравнению с прототипом для варианта, формирующего 16 функций Уолша - 20%, для формирующего 128 функций 44%, для формирующего 1024 функции - 49%.The proposed generator provides a gain in the number of triggers used to construct shift register 3 and counter 7 in comparison with the prototype for the option generating 16 Walsh functions - 20%, for generating 128 functions 44%, for generating 1024 functions - 49%.
При увеличении числа N=2n формируемых функций Уолша выигрыш увеличивается и в пределе равен 50%.With an increase in the number N = 2 n of the generated Walsh functions, the gain increases and in the limit is 50%.
Использование изобретения позволяет существенно упростить устройство генератора функций Уолша посредством уменьшения числа триггеров, используемых в качестве разрядов регистра сдвига.Using the invention allows to significantly simplify the design of the Walsh function generator by reducing the number of triggers used as bits of the shift register.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003122139/09A RU2275683C2 (en) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | Walsh functions generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003122139/09A RU2275683C2 (en) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | Walsh functions generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003122139A RU2003122139A (en) | 2005-02-27 |
RU2275683C2 true RU2275683C2 (en) | 2006-04-27 |
Family
ID=35285817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003122139/09A RU2275683C2 (en) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | Walsh functions generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2275683C2 (en) |
-
2003
- 2003-07-15 RU RU2003122139/09A patent/RU2275683C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003122139A (en) | 2005-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1260078A (en) | Random sequence generators | |
CN101295237A (en) | High-speed divider for quotient and balance | |
RU2275683C2 (en) | Walsh functions generator | |
RU2446444C1 (en) | Pseudorandom sequence generator | |
RU2642366C1 (en) | Adder accumulator | |
CN109510699B (en) | Six-dimensional discrete hyperchaotic system and six-dimensional discrete hyperchaotic signal generator | |
RU154062U1 (en) | DEVICE FOR SEARCHING TRANSFERS | |
RU2081450C1 (en) | Generator of n-bit random sequence | |
CN113031917A (en) | High-speed probability calculation multiplier and calculation method | |
SU739603A1 (en) | Multichannel pseudorandom number generator | |
SU1001097A1 (en) | Pseudorandom number generator | |
SU1667059A2 (en) | Device for multiplying two numbers | |
RU2149442C1 (en) | Device for modulo seven multiplication | |
RU2051406C1 (en) | Device for generation of faber-schauder signals | |
SU1539774A1 (en) | Pseudorandom series generator | |
RU2022332C1 (en) | Orthogonal digital signal generator | |
CN117749352B (en) | Method for constructing space-time chaos pseudorandom bit generator based on memristive neural network | |
SU864283A1 (en) | Adding device | |
RU82974U1 (en) | DEVICE FOR CRYPTOGRAPHIC INFORMATION PROTECTION | |
RU2251144C1 (en) | Device for multiplication of numbers in "1 of 4" code | |
RU2206120C1 (en) | Information protection device | |
RU104336U1 (en) | Pseudorandom Sequence Generator | |
US20210141607A1 (en) | Time-shifted seed for random number generator | |
SU1304019A1 (en) | Device for modulo 2p-1 multiplying | |
SU1765811A1 (en) | D-code sequence generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |