JPS6367628A - 疑似乱数発生回路 - Google Patents

疑似乱数発生回路

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JPS6367628A
JPS6367628A JP61213104A JP21310486A JPS6367628A JP S6367628 A JPS6367628 A JP S6367628A JP 61213104 A JP61213104 A JP 61213104A JP 21310486 A JP21310486 A JP 21310486A JP S6367628 A JPS6367628 A JP S6367628A
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JP
Japan
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circuit
pseudo
exclusive
circuits
random number
Prior art date
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Pending
Application number
JP61213104A
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English (en)
Inventor
Sumitaka Takeuchi
竹内 澄高
Keisuke Okada
圭介 岡田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、疑似乱数発生回路に関し、特にリニア・フ
ィードバック・シフト・レジスタ〈以下、LFSRと称
する)を用いた疑似乱数発生回路に関する。
[従来の技IFK] 従来、チップ上で疑似乱数を発生させる手段として、L
FSRで構成した疑似乱数発生(9)路がある。第6図
は8ピントの疑似乱数を発生する従来のLFSRの一例
を示すブロック図である。図において、LFSRは1種
のシフトレジスタであり、クロック信号によって1ビツ
トごとにデータ系列をシフトさせる8個のフリップフロ
ップ回路F1〜F8を含む。ここで、特定のフリップフ
ロップ回路からはフィードバック線が出ており、このフ
ィードバック線はフリップフロップ回路F8の出力端と
フリップフロップ回路F1の入力端との間に直列態様に
介挿された3個の排他的論理和回路E1〜E3に接続さ
れる。この例では、フリップフロップ回路F2.F3.
F5からフィードバック線が出ており、それぞれ、排他
的論理和回路E1、E2.E3に接続されている。各排
他的論理和回路E1〜E3は、それぞれ前段の回路から
与えられる出力とフィードバック線から与えられる出力
との排他的論理和を出力する。なお、上記のような疑似
乱数発生回路は、たとえば[)lllp  K。
B havsarら  19811EEE  Te5t
Conference Dlaest Paoer  
9.2  p208〜216に示されている。
ここで、フィードバックをとる位置と、疑似乱数のビッ
ト数1の関係は、符号理論で求まっており、生成できる
疑似乱数の周期を決定する。Iピット構成のLFSRで
は最大(2”−1)周期を持つ一ピット疑似乱数を生成
できる(文献、嵩他著「符号理論」コロナ社、1975
年)。
次に、上記従来回路の動作について説明する。
まず、セット信号によって各フリップフロップ回路F1
〜F8にデータ系列の初期mb i〜b8が設定される
。次いで、クロック信号が入力されると、フリップフロ
ップ回路F1〜F8は1クロックごとに1ビットずつデ
ータ系列を第6図の右方向ヘシフトする。フリップフロ
ップ回路F8から溢れ出たデータは、排他的論理和回路
E3.E2およびElで加工が行なわれた後に1クロッ
クごとに1ビツトずつフリップフロップ回路F1に入力
される。ここで、フリップフロップ回路F1〜F8から
8ビットの並列データを取出すようにすれば、(28−
1>周期を持つ8ビツト疑似乱数を生成することができ
る。
[発明が解決しようとする問題点コ 従来のLFSRで構成した疑似乱数発生回路は、特定の
フリップフロップ回路からフィードバック線が出ており
、データ系列の排他的論理和をとることで疑似乱数を生
成している。−ビット構成のときはく2″″−1)種類
の異なる一ピッドパ今一ンを生成できるが、たとえば8
ビットI10のメモリを考えたとき、チップ上の8ビツ
トLFSRでは255周期の疑似乱数しか生成できず、
次から同じパターンの疑似乱数が繰返される。また、8
ビツト以上のLFSRでは、疑似乱数の周期は長くなる
が、そのうちの必要な8ビットを取出せば、その8ビッ
トパターンは相関の強いパターンとなってしまうという
問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、少ないビット構成のLFSRで長い周期を
持つ疑似乱数を生成することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明にかかる疑似乱数発生回路は、複数個の記憶回
路と複数個の排他的論理和回路とで構成・されるLFS
Rの各排他的論理和回路に関連して排他的論理和出力と
前段の回路からの入力とのいずれか一方を選択して次段
の回路に出力するセレクタを設け、ざらにLFSRに初
期設定されたデータ系列とLFSRから得られる疑似乱
数とを比較し一致したら一致信号を出力する疑似乱数比
較回路と、この一致信号が入力すると一致した疑似乱数
の1クロック前の疑似乱数によって各セレクタを切換え
る切換信号を出力するセレクタ切換回路とを偉えるよう
にしたものである。
[作用] この発明にお番ブるセレクタ切換回路は、疑似乱数比較
回路からの一致信号に応答して各セレクタの出力選択状
態を切換えることにより、データ系列の排他的論理和を
とる位置を変更し、それによって疑似乱数の発生パター
ンを変更し、その周期を長くする。
[実施側] 第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。
図において、この実滴例は、8ビットのLFSRで構成
されたオンチップ疑似乱数発生回路である。すなわち、
この実鹿例は、クロック信号によって1ビツトごとにデ
ータ系列をシフトさせるフリップフロップ回路F1〜F
8と、フリップフロップ回路F1の出力端と7リップフ
ロツブ回路E8の入力端との間に直列!!lliに介挿
されたセレクタ付排他的論理和回路E1′〜E7’ と
を含む。フリップフロップ回路F2〜F8の各出力端か
らはフィードバック線が出ており、これらフィードバッ
ク線はそれぞれセレクタ付排他的論理和回路E1′〜E
7’ に接続される。各セレクタ付排他的論理和回路E
l’〜E7’ は、通常の排他的論理和回路に出力選択
のためのセレクタ機能を付加したものである。すなわち
、排他的論理和回路は、前段の回路から与えられるデー
タ系列とフィードバック線からフィードバックされるデ
ータ系列との排他的論理和をとり、セレクタはこの排他
的論理和回路の出力と前段の回路から与えられるデータ
系列とのいずれか一方を選択して次段の回路に出力する
。各セレクタ付排他的論理和回路El’〜E7’ に含
まれるセレクタは、それぞれ、セレクタ切換回路200
から出力される切換信号81〜S7によって切換えられ
る。
さらに、この実施例は、データ系列の初期値b1〜b8
と生成した疑似乱数a1〜a8の比較を行ない、一致し
たら一致信号を出力(る疑似乱数比較回路100と、こ
の一致信号が入力されると一致した疑似乱数の1クロッ
ク前の疑似乱数によってセレクタ付排他的論理和回路E
1’〜E7’を切換えるための切換信号81〜$7を出
力するセレクタ切換回路200とを含む。
第2A図は、セレクタ付排他的論理和回路E1′の回路
構成の一例を示す図である。図において、このセレクタ
付排他的論理和回路E1’ は、インバータ回路1〜3
と、トランスファゲート4〜7とで構成される。ここで
、インバータ回路2および3とトランスファゲート6お
よび7とは、入力信号Aと入力信号Bとの排他的論理和
Cをとるための排他的論理和回路8を構成している。な
お、入力信号Aは前段の回路からの入力(この場合はフ
リップフロップ回路F1から与えられるデータ系列)で
あり、入力信号Bはフィードバック線を介して特定のフ
リップフロップ回路(この場合はフリップフロップ回路
F2)からフィードバックされるデータ系列である。一
方、インバータ回路1とトランスフ1ゲート4および5
とは、セレクタ切換回路200からの切換信号S1に応
答して入力信号Aと排他的論理和回路8からの排他的論
理和出力Cとのいずれかを選択して出力信号Xとするセ
レクタ9を構成している。すなわち、このセレクタ9は
、切換信号S1がハイレベルのときにトランスファゲー
ト5が導通状態となり、排他的論理和出力Cを出力−f
る。、;美に、切換信号$1がローレベルのときは、ト
ランスファゲート4が導通状態となって入力信号Aをそ
のまま出力する。
参考のために、この第2A図の回路における切換信号S
1と入力信号AおよびBと出力信号Xとの論理関係を第
2B図に示しておく。
なお、第2A図では、セレクタ付排他的論理和回路El
’ の回路構成を代表的に示したが、池のセレクタ付排
他的論理和回路E2’〜E7’ についても同様の回路
構成を有する。ただ、その設けられる位置に対応して切
換信号と入力信号AおよびBとが変更するのみである。
第3図は疑似乱数比較回路100の回路構成の一例を示
す図である。この疑似乱数比較回路100は、排他的論
理和回路10〜17と、8人力NOR回路18とで構成
される。各排他的論理和回路の一方入力はフリップフロ
ップ回路F1〜F8で生成した疑似乱数a1〜a8であ
り、他方入力はセット信号によって設定されたデータ系
列の初期値b1〜b8に固定しておく。疑似乱数81〜
a8と初期値b1〜b8が一致すると、排他的論理和回
路10〜17の出力はすべてローレベルとなり、8人力
NOR回路18からハイレベルの一致信号が出力される
第4図はセレクタ切換回路200の回路構成の一例を示
す図である。図において、このセレクタ切換回路200
は、クロック信号がハイレベルのときに生成した疑似乱
数a1〜a7を取込むラッチ回路20〜27と、クロッ
ク信号がローレベルのときにラッチ回路20〜27のデ
ータを取込むラッチ回路30〜37と、一致信号がハイ
レベルのときにラッチ回路30〜37のデータを取込み
、一致信号がローレベルのときにデータをラッチしてセ
レクタ付排他的論理和回路El’〜E7’ への切換信
号81〜S7を出力するラッチ回路40〜47とで構成
される。このような構成において、セレクタ切換回路2
00は、一致信号がハイレベルになると、データ系列の
初期値と一致した疑似乱数の1クロック前の疑似乱数a
1〜a7を切換信号81〜S7として出力する。
次に、第1図〜第4図に示す実施例の動作を説明する。
なお、動作説明の参考に供するために、上記実施例の出
力結果の一例を第5図に示しておく。第1図において、
セット信号が入力されると、フリップフロップ回路F1
〜F8のデータが決まり、LFSRのデータ系列の初期
値b1〜b8が設定される。このデータ系列の初期値b
1〜b8は、疑似乱数比較回路100にも与えられる。
一方、セレクタ付排他的論理和回路E1’〜E7’の切
換信号81〜S7の個々のレベル(ハイレベル、ローレ
ベルのいずれか)は、セレクタ切換回路200の初期値
によって決定される。この切換信号81〜S7によって
各セレクタ付排他的論理和回路E1’〜E7’のそれぞ
れのセレクタが切換えられる。すなわち、ハイレベルの
切換信号が入力されたセレクタ付排他的論理和回路は、
前段の回路から出力されるデータ系列とフィードバック
線を介してフリップフロップ回路F2〜F8のいずれか
からフィードバックされるデータ系列との排他的論理和
を出力し、ローレベルの切換信号が入力されたセレクタ
付排他的論理和回路は、前段の回路から出力されたデー
タ系列をそのまま次段の回路へ出力する。
次に、クロック信号が入力されると、データ系列が1ク
ロックごとに1ビツトずつシフトされ、フリップフロッ
プ回路F1〜F8から疑似乱数a1〜a8が出力される
。この疑似乱数a i〜a8は、その全ビットが疑似乱
数比較回路100に与えられ、最終ピットa8を除<a
 1〜a7がセレクタ切換回路200に与えられる。こ
こで、疑似乱数a1〜a8の周19Jnは、セレクタ付
排他的論理和回路El’〜E7’ のいずれの位置にお
いて排他的論理和が出力されているか、すなわちフリッ
プフロップ回路F2〜F8からフィードバックされるデ
ータ系列の排他的論理和をとる位置によって決定される
。そして、この周期n後に疑似乱数a1〜a8(、上、
データ系列の初期値b1〜b8と一致する。疑似乱数比
fHMHJ100は、疑似乱数a1〜a8とデータ系列
の初XIJ値b1〜b8とを常時比較しており、一致す
るとハイレベルの一致信号をセレクタ切換回路200に
出力する。セレクタ切換回路200は、このハイレベル
の一致信号に応答して、一致した疑似乱数の1クロック
前の疑似乱数をラッチし、このラッチした疑似乱数を切
換信号81〜S7としてセレクタ付排他的論理和回路E
1′〜E7′に出力する。したがって、セレクタ付排他
的論理和回路El’〜E7’のいずれかにおいてセtノ
クタの切換が行なわれる。
これによって、フリップフロップ回路F2〜F8からフ
ィードバックされるデータ系列の排他的論理和をとる位
置が切換えられ、今度は最初の周期nで出力された疑似
乱数81〜a8とは異なるパターンを有する周期n′の
疑似乱数a1’〜a8′が出力される〈第5図参照)。
以後、疑似乱数比較回路100が一致を検出するごとに
セレクタ付排他的論理和回路El’〜E7’の出力の切
換が行なわれ、疑似乱数の発生パターンがその都度変更
される。そのため、上記実施例は、少ないビット構成の
LFSRで非常に長い周期lを持つ疑l似乱数を生成す
ることができる。
なお、上記実施例では、疑似乱数発生回路を1チツプ上
に構成することによって回路の汎用性を増すようにして
いるが、この発明は1チツプ上に構成する場合に限定さ
れるものではなく、個別の回路を接続することによって
構成されてもよいことはもちろんである。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、各記憶回路に初期設
定されたデータ系列と各記憶回路から得られる疑似乱数
とが一致するごとに、各記憶回路からフィードバックさ
れるデータ系列の排他的論理和をとる位置を切換えるよ
うにしたので、少ないビット構成のLFSRで非常に長
い周期を有する疑似乱数を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。 第2A図はセレクタ付排他的論理和回路El’の回路構
成の一例を示す図である。 第2B図は第2A図に示す回路の入力信号と出力信号と
の論理関係を示した図である。 第3図は疑へ乱数比較回路100の回+6n成の一例を
示す図である。 第4図はセレクタ切換回路200の回路構成の一例を示
す図である。 第5図は第1図に示す実施例で生成される疑似乱数の出
力結果の一例を示す図である。 第6図は従来の疑似乱数発生回路の一例を示す概略ブロ
ック図である。 図において、F1〜F8はフリップフロップ回路、81
〜a8は疑似乱数、b1〜b8はデータ系列の初期値、
El’〜E7’ はセレクタ付排他的論理和回路、81
〜S7は切換信号、100は疑似乱数比較回路、200
はセレクタ切換回路、8は排他的論理和回路、9はセレ
クタ、10〜17は排他的論理和回路、18は8人力N
ORゲート、2o〜27.30〜37.40〜47はラ
ッチ回路を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 周期性を有する疑似乱数を発生するための疑似乱数発生
    回路であつて、 複数個の記憶回路が直列接続されてなり、かつクロック
    信号によつて1ビットごとにデータ系列をシフトさせる
    とともに、各記憶回路から疑似乱数を発生する記憶回路
    群、 前記記憶回路群の出力端と入力端との間に直列態様に介
    挿された複数個の排他的論理和回路を含み、かつ各排他
    的論理和回路には特定の前記記憶回路の出力がフィード
    バックされている排他的論理和回路群、 前記排他的論理和回路のそれぞれに関連して設けられ、
    当該排他的論理和回路の出力と前段の回路からの入力と
    のいずれか一方を選択して次段の回路に出力するセレク
    タ、 前記各記憶回路に初期設定されたデータ系列と前記各記
    憶回路から得られる疑似乱数とを比較し、一致したら一
    致信号を出力する疑似乱数比較回路、および 前記一致信号が入力すると、一致した疑似乱数の1クロ
    ック前の疑似乱数によつて前記各セレクタを切換える切
    換信号を出力するセレクタ切換回路を備える、疑似乱数
    発生回路。
JP61213104A 1986-09-09 1986-09-09 疑似乱数発生回路 Pending JPS6367628A (ja)

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JP (1) JPS6367628A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7394755B2 (en) 2003-09-22 2008-07-01 Fujitsu Limited Semi-fixed circuit
US7680282B2 (en) 2004-05-27 2010-03-16 Fujitsu Limited Signal processing circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7394755B2 (en) 2003-09-22 2008-07-01 Fujitsu Limited Semi-fixed circuit
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