RU2819111C1 - Device for detecting given k-bit groups of single bits in data units - Google Patents
Device for detecting given k-bit groups of single bits in data units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819111C1 RU2819111C1 RU2023132982A RU2023132982A RU2819111C1 RU 2819111 C1 RU2819111 C1 RU 2819111C1 RU 2023132982 A RU2023132982 A RU 2023132982A RU 2023132982 A RU2023132982 A RU 2023132982A RU 2819111 C1 RU2819111 C1 RU 2819111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- groups
- elements
- bits
- bit
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000528 statistical test Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ TECHNICAL FIELD
Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам обработки данных, и может быть использовано для построения функциональных узлов для анализа свойств генераторов псевдослучайных последовательностей двоичных чисел, фильтрации событий, обработки сигналов, изображений и результатов физических экспериментов.The invention relates to the field of computer technology, in particular to data processing devices, and can be used to construct functional units for analyzing the properties of generators of pseudo-random sequences of binary numbers, filtering events, processing signals, images and the results of physical experiments.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND ART
Известно устройство для детектирования групп бит (RU №2780985 С1, МПК G06F 7/74, G06F 7/02, заявл. 01.12.2021, опубл. 04.10.2022, бюл. №28), содержит внешний m разрядный вход данных ID, внешний m-разрядный вход заданного шаблона IG, группу внешних выходов данных QB, первый RS-триггер пуска-останова TSS 1, второй D-триггер TR2 задержки 2, счетчик CTG групп 3, выходной буфер ОВ 4, первый R1 регистр данных 5, второй R2 регистр данных 6, группу из m компараторов 71, 72, …, 7m, группу из (m-1) элементов И 82, 83, …, 8m, элемент ИЛИ 9 и элемент И 10, а также введены внешние входы асинхронной установки в нулевое состояние CLR, пуска устройства START, остановки устройства STOP и тактовый С, внутренняя 2m-разрядная шина данных BD, внутренняя m-разрядная шина данных буфера IOB, внутренний флаг совпадения FE, внешняя шина управления обменом ЕО, внешние флаг «Буфер заполнен» FF и флаг «Буфер пуст» FZ.A device for detecting groups of bits (RU No. 2780985 C1, IPC
Недостатком данного устройства является выявление на каждом такте групп бит соответствующих только заданному шаблону.The disadvantage of this device is that at each clock cycle it detects groups of bits corresponding only to a given pattern.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятое за прототип, устройство для детектирования групп единичных бит и максимальной группы в блоках данных (RU №280039 С1, МПК G06F 7/74, заявл. 09.03.2023, опубл. 17.07.2023, бюл. №20), содержит внешнюю входную шину данных IBD, группу внешних выходов количества групп в блоке QB, группу внешних выходов максимальной группы QM и группу Q1, Q2, Q3, Q4 внешних выходов количества единичных групп во входной последовательности, первую 11, 12, …, 18, вторую 21, 22, …, 27 и третью 31, 32, …, 36 группы из элементов И с инверсными входами, группу элементов И 41, 42, …, 4s, элемент ИЛИ 5, группу сумматоров 61, 62, 63, 64, группу регистров 71, 72, 73, 74, группу блоков счета единиц 81, 82, 83, группу элементов ИЛИ 91, 92, 93, приоритетный шифратор 10, первый ОВ и второй ОМ выходные буферы, а также введены внешние входы синхронной установки в нулевое состояние IR и тактовый IC, группа внутренних шин B1, В2, В3 и В4, внутренний флаг FB4, внешние шины управления обменом ЕО, внешние флаги «Буфер заполнен» FF и «Буфер пуст» FZ.The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of the set of features is, taken as a prototype, a device for detecting groups of single bits and maximum groups in data blocks (RU No. 280039 C1, IPC G06F 7/74, application 03/09/2023, publ. 07/17/2023, Bulletin No. 20), contains an external input data bus IBD, a group of external outputs for the number of groups in the QB block, a group of external outputs for the maximum group QM and a group of external outputs Q1, Q2, Q3, Q4 for the number of single groups in the input sequence, first 1 1 , 1 2 , …, 1 8 ,
Недостатком данного устройства является выявление только 1, 2, 3, ≥4 разрядных групп в 8-разрядных блоках данных.The disadvantage of this device is that it detects only 1, 2, 3, ≥4 bit groups in 8-bit data blocks.
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECTIVE OF THE INVENTION
Задачей изобретения является разработка аппаратных средств для исследования свойств генераторов псевдослучайных последовательностей двоичных чисел, а также для обработки результатов физических экспериментов.The objective of the invention is to develop hardware for studying the properties of generators of pseudo-random sequences of binary numbers, as well as for processing the results of physical experiments.
При анализе генераторов псевдослучайных последовательностей двоичных чисел устройство предназначено для выявления групп (рядов) подряд идущих единичных бит заданной разрядности и подсчет их количества.When analyzing generators of pseudo-random sequences of binary numbers, the device is designed to identify groups (rows) of consecutive unit bits of a given bit depth and count their number.
При обработке результатов физических экспериментов устройство предназначено для выявления событий заданной размерности, определение их количества и размещение в блоках данных.When processing the results of physical experiments, the device is designed to identify events of a given dimension, determine their number and place them in data blocks.
Техническим результатом изобретения является расширение арсенала средств того же назначения, в части обеспечения возможности детектирования групп единичных бит заданной разрядности, определение количества заданных групп и их размещение в блоках данных.The technical result of the invention is to expand the arsenal of tools for the same purpose, in terms of providing the ability to detect groups of unit bits of a given bit depth, determine the number of specified groups and their placement in data blocks.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что устройство для детектирования заданных К-разрядных групп единичных бит в блоках данных содержит внешнюю N разрядную входную шину данных ID блоков данных G, внешнюю М разрядную шину задания разрядности групп IU (где M≤N, К≤М), группу внешних выходов количества групп в блоке QK, группу внешних выходов начальных разрядов групп в блоке QB, первую группу из (N-M+1)-го блоков детектирования 11, 12, …, 1(n-m+1), первые группы 21, 22, …, 2м из М элементов ИЛИ с инверсным входом первой группы блоков детектирования 11, 12, …, 1(N-M+1), вторую группу из (M-1)-го блоков детектирования 31, 32, …, 3(M-1), вторые группы из I элементов ИЛИ с инверсным входом 41, 42, …, 4(M-1), соответствующих одноименных 1-ых блоков детектирования второй группы 31, 32, 3(M-1), (где I=1, … (М-1)), первую группу из (N-M+1)-гo элементов И 51, 52, 5(N-M+1), вторую группу из (M-1)-го элементов И с инверсными входами 61, 62, …, 6(M-1), третью группу из (N-1)-го элементов И с инверсным входом 72, 73, …, 7N и блок счета единиц 8, а также введена внутренняя N-разрядная шина начальных разрядов групп ВВ,The specified technical result in the implementation of the invention is achieved in that the device for detecting specified K-bit groups of unit bits in data blocks contains an external N-bit input data bus ID data blocks G, an external M-bit bus for setting the width of groups IU (where M≤N, K ≤M), a group of external outputs of the number of groups in the QK block, a group of external outputs of the initial digits of groups in the QB block, the first group of the (N-M+1)-
причем разряды внешней входной шины данных ID группами по М разрядов, каждая из которых начинается с j-ro разряда (j=1, …, (N-M+1)), соединены со вторыми прямыми входами элементов ИЛИ с инверсным входом первых групп 21, 22, …, 2м соответствующего j-гo блока детектирования 1j из первой группы 11, 12, 1(N-M+1), а первые инверсные входы элементов ИЛИ с инверсным входом первых групп 21, 22, …, 2м соединены с одноименными М разрядами, начиная с первого до М-го разряда, внешней шины задания разрядности групп IU, при этом выходы элементов ИЛИ с инверсным входом первых групп 21, 22, 2м j-го блока детектирования 1j из первой группы 11, 12, …, 1(N-M+1) соединены с соответствующими входами 5j-го элемента И из первой группы 51, 52, …, 5(N-М+1),Moreover, the bits of the external input data bus ID in groups of M bits, each of which begins with the j-ro bit (j=1, ..., (N-M+1)), are connected to the second direct inputs of the OR elements with the inverse input of the
причем разряды внешней входной шины данных ID группами по I разрядов, каждая из которых начинается с N-го разряда до (N-M+2)-го разряда (I=1, …, (М-1)), соединены со вторыми прямыми входами элементов ИЛИ с инверсным входом вторых групп 41, 42, … 4(M-1) соответствующего I-го блока детектирования 3I из второй группы 31, 32, …, 3(M-1), а первые инверсные входы элементов ИЛИ с инверсным входом вторых групп 41, 42, …, 4(М-1) соединены с разрядами внешней шины задания разрядности групп IU группами по I разрядов, начиная с первого до (M-1)-го разряда, соответствующего I-го блока детектирования 31 из второй группы 31, 32, …, 3(М-1), при этом выходы элементов ИЛИ с инверсными входами вторых групп 41, 42, …, 4(М-1) соответствующего I-го блока детектирования 3I из второй группы 31, 32, …, 3(M-1) соединены с соответствующими прямыми входами I-го элемента И с инверсными входами из второй группы 61, 62, …, 6(M-1), инверсные входы которых соединены с разрядами внешней шины задания разрядности групп IU группами по (М-I) разрядов, каждая из которых начинается с М-го разряда до второго разряда,wherein the bits of the external input data bus ID in groups of I bits, each of which starts from the Nth bit to the (N-M+2) th bit (I=1, ..., (M-1)), are connected to the second direct lines inputs of OR elements with inverse input of
кроме того, выходы элементов И из первой группы 52, 53, …, 5(N-M+1), начиная со второго до (N-M+1)-гo элемента, соединены с прямыми входами первых одноименных М элементов И с инверсным входом из третьей группы 72, 73, …, 7(N-M+1), а выходы элементов И с инверсными входами из второй группы 6(M-1), 6(M-2), …, 61, начиная с (M-1)-го элемента до первого элемента, соединены соответственно с прямыми входами элементов И с инверсным входом из третьей группы 7(N-M+2), …, 7N,in addition, the outputs of AND elements from the
при этом первые инверсные входы (N-2) элементов И из третьей группы 73, 74, …, 7N, начиная с третьего элемента 73 до N-го элемента 7N, соединены с прямыми входами соответствующих предыдущих (N-2) элементов И из третьей группы 72, 73, …, 7(N-1), начиная со второго элемента 72 до (N-1)-го элемента 7(N-1), а первый инверсный вход второго элемента 72 соединен с выходом первого элемента И из первой группы 51,in this case, the first inverse inputs (N-2) of elements And from the
кроме того, выходы всех (N-1) элементов И с инверсным входом из третьей группы 72, 73, …, 7N являются соответствующими одноименными (N-1) разрядами, начиная со второго разряда до N-го разряда, внутренней шины начальных разрядов групп ВВ, у которой первый разряд соединен с выходом первого элемента И из первой группы 51, а все N разрядов шины начальных разрядов групп ВВ являются соответствующими разрядами группы внешних выходов начальных разрядов групп в блоке QB и также подключены к входам блока счета единиц 8, выходы которого являются соответствующими разрядами группы внешних выходов количества групп в блоке QK.in addition, the outputs of all (N-1) AND elements with an inverse input from the
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 приведена временная диаграмма работы устройства для N=8 разрядности входных G блоков и шины IU задания разрядности детектируемых групп М=4.In fig. Figure 1 shows a diagram of the proposed device. In fig. Figure 2 shows a timing diagram of the device operation for N=8 bit depth of input G blocks and the IU bus setting the bit depth of detected groups M=4.
На фиг. 1, 2 и в тексте приняты следующие обозначения:In fig. 1, 2 and the following notations are used in the text:
AND - элемент И,AND - element AND,
ВВ - внутренняя N-разрядная шина начальных разрядов групп,BB - internal N-bit bus of initial digits of groups,
G (G1, G2, …, G10) - входные N-разрядные блоки данных,G (G1, G2, …, G10) - input N-bit data blocks,
ID - внешняя N-разрядная входная шина блоков данных G,ID - external N-bit input bus of data blocks G,
IU - внешняя М-разрядная входная шина задания разрядности групп, где M≤N,IU - external M-bit input bus for setting the number of groups, where M≤N,
К - разрядность детектируемых групп, где К≤М,K is the depth of detected groups, where K≤M,
М - максимальная разрядность детектируемых групп, где M≤N,M - maximum capacity of detected groups, where M≤N,
N - разрядность входного блока данных,N is the width of the input data block,
OR - элемент ИЛИ,OR - OR element,
QK - группа внешних выходов количества групп в блоке,QK - group of external outputs of the number of groups in the block,
QB - группа внешних выходов начальных разрядов групп в блоке,QB - group of external outputs of the initial digits of groups in the block,
11, 12, …, 1(N-M+1) - первая группа из (N-M+1) блоков детектирования,1 1 , 1 2 , …, 1 (N-M+1) - the first group of (N-M+1) detection blocks,
21, 22, …, 2M - первые группы из М элементов ИЛИ с инверсным входом первой2 1 , 2 2 , …, 2 M - the first groups of M elements OR with the inverse input of the first
группы блоков детектирования 11, 12, …, 1(N-M+1),groups of detection blocks 1 1 , 1 2 , …, 1 (N-M+1) ,
31, 32, …, 3(M-1) - вторая группа из (M-1)-го блоков детектирования, 3 1 , 3 2 , …, 3 (M-1) - the second group of (M-1) detection blocks,
41, 42, 4(M-1) - вторые группы из I элементов ИЛИ с инверсным входом,4 1 , 4 2 , 4 (M-1) - second groups of I OR elements with inverse input,
соответствующих I-ых блоков детектирования второй группы 31, 32, …, 3(M-1),corresponding I-th detection blocks of the
где I=1, … (М-1), where I=1, … (M-1),
51, 52, …, 5(N-M+1) - первая группа из (N-M+1)-го элементов И,5 1 , 5 2 , …, 5 (N-M+1) - the first group of the (N-M+1)th elements AND,
61, 62, …, 6(M-1) - вторая группа из (M-1)-гo элементов И с инверсными входами,6 1 , 6 2 , …, 6 (M-1) - the second group of (M-1)th AND elements with inverse inputs,
72, 73, …, 7N - третья группа из (N-1)-гo элементов И с инверсным входом, 7 2 , 7 3 , …, 7 N - the third group of (N-1) elements AND with an inverse input,
8 - блок счета единиц.8 - unit counting block.
Предлагаемое устройство содержит внешнюю N разрядную входную шину данных ID блоков данных G, внешнюю М-разрядную шину задания разрядности групп IU (где M≤N, К≤М), группу внешних выходов количества групп в блоке QK, группу внешних выходов начальных разрядов групп в блоке QB, первую группу из (N-M+1)-го блоков детектирования 11, 12, 1(N-M+1), первые группы 21, 22, …, 2M из М элементов ИЛИ с инверсным входом первой группы блоков детектирования 11, 12, …, 1(N-M+1), вторую группу из (M-1)-го блоков детектирования 31, 32, …, 3(M-1), вторые группы из I элементов ИЛИ с инверсным входом 41, 42, …, 4(M-1), соответствующих одноименных I-ых блоков детектирования второй группы 31, 32, …, 3(M-1), (где I=1, …, (М-1)), первую группу из (N-М+1)-го элементов И 51, 52, 5(N-M+1), вторую группу из (M-1)-го элементов И с инверсными входами 61, 62,…, 6(M-1), третью группу из (N-1)-гo элементов И с инверсным входом 72, 73, …, 7N и блок счета единиц 8, а также введена внутренняя N-разрядная шина начальных разрядов групп ВВ.The proposed device contains an external N-bit input data bus ID data blocks G, an external M-bit bus for setting the capacity of groups IU (where M≤N, K≤M), a group of external outputs for the number of groups in the QK block, a group of external outputs of the initial digits of groups in block QB, the first group of (N-M+1)
Разряды внешней входной шины данных ID группами по М разрядов, каждая из которых начинается с j-го разряда (j=1, …, (N-M+1)), соединены со вторыми прямыми входами элементов ИЛИ с инверсным входом первых групп 21, 22,…, 2M соответствующего j-гo блока детектирования 1j из первой группы 11, 12, 1(N-M+1). Первые инверсные входы элементов ИЛИ с инверсным входом первых групп 21, 22, …, 2M соединены с одноименными М разрядами, начиная с первого до М-го разряда, внешней шины задания разрядности групп IU. Выходы элементов ИЛИ с инверсным входом первых групп 21, 22, 2M j-го блока детектирования 1j из первой группы 11, 12, …, 1(N-M+1) соединены с соответствующими входами 5j-го элемента И из первой группы 51, 52, …, 5(N-M+1).The bits of the external input data bus ID in groups of M bits, each of which begins with the j-th bit (j=1, ..., (N-M+1)), are connected to the second direct inputs of the elements OR with the inverse input of the
Разряды внешней входной шины данных ID группами по I разрядов, каждая из которых начинается с N-го разряда до (N-M+2)-го разряда (I=1, …, (М-1)), соединены со вторыми прямыми входами элементов ИЛИ с инверсным входом вторых групп 41, 42, …, 4(M-1) соответствующего I-го блока детектирования 3I из второй группы 31, 32, …, 3(M-1). Первые инверсные входы элементов ИЛИ с инверсным входом вторых групп 41, 42, …, 4(M-1) соединены с разрядами внешней шины задания разрядности групп IU группами по I разрядов, начиная с первого до (M-1)-го разряда, соответствующего I-го блока детектирования 3I из второй группы 31, 32, …, 3(M-1). Выходы элементов ИЛИ с инверсными входами вторых групп 41, 42, …, 4(M-1) соответствующего I-го блока детектирования 3I из второй группы 31, 32, …, 3(M-1) соединены с соответствующими прямыми входами I-го элемента И с инверсными входами из второй группы 61, 62, …, 6(M-1), инверсные входы которых соединены с разрядами внешней шины задания разрядности групп IU группами по (М-1) разрядов, каждая из которых начинается с М-го разряда до второго разряда.The bits of the external input data bus ID in groups of I bits, each of which starts from the Nth bit to the (N-M+2) th bit (I=1, ..., (M-1)), are connected to the second direct inputs OR elements with inverse input of the
Выходы элементов И из первой группы 52, 53, …, 5(N-M+1), начиная со второго до (N-M+1)-го элемента, соединены с прямыми входами первых одноименных М элементов И с инверсным входом из третьей группы 72, 73, …, 7(N-M+1). Выходы элементов И с инверсными входами из второй группы 6(M-1), 6(M-2), …, 61, начиная с (M-1)-го элемента до первого элемента, соединены соответственно с прямыми входами элементов И с инверсным входом из третьей группы 7(N-M+2), …, 7N.Outputs of elements AND from the
Первые инверсные входы (N-2) элементов И из третьей группы 73, 74, …, 7N, начиная с третьего элемента 73 до N-го элемента 7N, соединены с прямыми входами соответствующих предыдущих (N-2) элементов И из третьей группы 72, 73, …, 7(N-1), начиная со второго элемента 72 до (N-1)-го элемента 7(N-1), а первый инверсный вход второго элемента 72 соединен с выходом первого элемента И из первой группы 51.The first inverse inputs (N-2) of the AND elements from the
Выходы всех (N-1) элементов И с инверсным входом из третьей группы 72, 73, …, 7N являются соответствующими одноименными (N-1) разрядами, начиная со второго разряда до N-го разряда, внутренней шины начальных разрядов групп ВВ, у которой первый разряд соединен с выходом первого элемента И из первой группы 51. Все N разрядов шины начальных разрядов групп ВВ являются соответствующими разрядами группы внешних выходов начальных разрядов групп в блоке QB и также подключены к входам блока счета единиц 8, выходы которого являются соответствующими разрядами группы внешних выходов количества групп в блоке QK.The outputs of all (N-1) AND elements with an inverse input from the
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Принцип работы предлагаемого устройства состоит в следующем.The operating principle of the proposed device is as follows.
Предлагаемое устройство позволяет детектировать в N-разрядных блоках входных данных G единичные группы (ряды) содержащие ≥К (К и более) единичных бит из заданной разрядности М (где К≤М, M≤N), определять количество таких групп и их расположение в блоках данных.The proposed device makes it possible to detect in N-bit blocks of input data G unit groups (rows) containing ≥K (K or more) unit bits from a given bit depth M (where K≤M, M≤N), determine the number of such groups and their location in blocks of data.
Входные блоки данных G последовательно в каждом такте поступают на внешнюю входную шину данных ID. Разрядность К детектируемых единичных групп задается на внешней М разрядной шине IU в виде унитарного К-разрядного ряда единичных бит, начиная с первого разряда, например, для К=3 задается значение на шине IU[4-1]=0111 для выявляемых трех и более разрядных единичных групп при N=8 и М=4.Input data blocks G are fed sequentially at each clock cycle to the external input data bus ID. The bit capacity K of detected unit groups is set on the external M bit bus IU in the form of a unitary K-bit row of unit bits, starting from the first bit, for example, for K=3 the value is set on the bus IU[4-1]=0111 for detected three or more bit unit groups with N=8 and M=4.
В первой группе 11, 12, …, 1(N-M+1) и второй группе 31, 32, …, 3(M-1) блоков детектирования на элементах ИЛИ с инверсным входом первых 21, 22, 2M и вторых 41, 42, …, 4I групп осуществляется маскирование старших разрядов с шины входных данных ID, соответствующих нулевым разрядам с шины задания разрядности групп IU. При этом на выходах соответствующих маскируемых элементов ИЛИ с инверсным входом формируются единичные значения, а на выходы не маскируемых элементов ИЛИ с инверсным входом передаются соответствующие значения разрядов с шины входных данных ID для заданной разрядности детектируемых групп IU. При этом в первой группе 11, 12, …, 1(N-M+1) блоков детектирования проводится выделение М разрядных групп, а во второй группе 31, 32, …, 3(M-1) блоков детектирования соответствующее выделение I разрядных групп, где I=1, … (М-1).In the
Далее в первой группе из (N-M+1)-гo элементов И 51, 52, …, 5(N-M+1) осуществляется проверка на наличие единичных групп содержащих К единичных бит. Во второй группеNext, in the first group of (N-M+1) elements AND 5 1 , 5 2 , ..., 5 (N-M+1) a check is made for the presence of single groups containing K single bits. In the second group
61, 62, 6(M-1) из (M-1)-го элементов И с инверсными входами осуществляется проверка на наличие единичных групп содержащих соответственно до I единичных бит, где 1=1, ... (М-1). При выявлении единичных групп, соответствующих заданному значению К на шине IU, на выходах соответствующих элементов И первой 51, 52, 5(N-M+1) и второй 61, 62, …, 6(M-1) групп формируются единичные значения.6 1 , 6 2 , 6 (M-1) from the (M-1)th elements And with inverse inputs, a check is made for the presence of unit groups containing up to I unit bits, respectively, where 1 = 1, ... (M-1 ). When identifying single groups corresponding to a given value of K on the IU bus, at the outputs of the corresponding elements And the first 5 1 , 5 2 , 5 ( N-M+1 ) and the second 6 1 , 6 2 , ..., 6 (M-1) groups single values are formed.
При наличии во входных блоках G на шине ID единичных групп содержащих больше заданного количества >К на шине IU будет выявлено несколько искомых единичных групп (единичные значения будут установлены на выходах соседних элементов И первой 51, 52, …, 5(N-M+1) и/или второй 61, 62, …, 6(M-1) групп. Маскирование соседних единичных групп относящихся к одной группе во входном блоке ID осуществляется в третьей группе 72, 73, …, 7N элементов И с инверсным входом. При этом сохраняется единичное значение на выходах элементов соответствующих начальным разрядам выявленных единичных групп.If there are unit groups containing more than a specified number of >K in the input blocks G on the ID bus, several desired unit groups will be identified on the IU bus (unit values will be set at the outputs of neighboring elements And the first 5 1 , 5 2 , ..., 5( N-M +1 ) and/or the second 6 1 , 6 2 , …, 6( M-1 ) groups. Masking of adjacent unit groups belonging to the same group in the input block ID is carried out in the
Значения с выходов третьей группы элементов И 72, 73, …, 7N являются соответствующими разрядами внутренней N разрядной шины ВВ начальных разрядов групп и далее поступают на группу входов блока счета единиц 8, в котором осуществляется счет количества выявленных единичных групп в текущем блоке входных данных ID.The values from the outputs of the third group of elements AND 7 2 , 7 3 , ..., 7 N are the corresponding bits of the internal N bit bus BB of the initial bits of the groups and then go to the group of inputs of the
Далее значения с выхода блока счета единиц 8 передается на группу внешних выходов количества групп в блоке QK, а значения разрядов с шины начальных разрядов групп ВВ являются соответствующими разрядами группы внешних выходов начальных разрядов групп в блоке QB.Next, the values from the output of the
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.
На фиг. 2 приведена временная диаграмма выявления единичных групп во входных N=8 разрядных десяти блоках данных G1, G2, G10, при максимальной разрядности М=4 и задании разрядности К=1, 2, 3, 4 детектируемых групп. При этом в первой группе содержится пять блоков детектирования 11, 12, …, 15, во второй группе три блока детектирования 31, 32, 33, по четыре элемента ИЛИ с инверсным входом в первых группах 21, 22, …, 24, от одного до трех элементов ИЛИ с инверсным входом во вторых группах 41, 42, 43, пять элементов И в первой группе 51, 52, …, 55, три элемента И с инверсными входами 61, 62, 63 и семь элементов И с инверсным входом третьей группы 71, 73, ..., 78.In fig. Figure 2 shows a time diagram for identifying single groups in the input N=8 bit ten data blocks G1, G2, G10, with a maximum bit capacity of M=4 and setting the bit depth of K=1, 2, 3, 4 detected groups. In this case, the first group contains five
В тактах 1-3 осуществляется детектирование групп содержащих два и более единичных бит К=2 (IU[4-1]=0011) во трех входных блоках данных G1, G2, G3.In cycles 1-3, groups containing two or more single bits K=2 (IU[4-1]=0011) are detected in three input data blocks G1, G2, G3.
В такте 1 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код IO[8-1]=1101 1011 первого блока G1, содержащий три двухразрядные единичные группы. Для заданной разрядности К=2 (IU[4-1]=0011) в первой группе 11, 12, …, 15 и второй группе 31, 32, 33 блоков детектирования на элементах ИЛИ с инверсным входом первой группы 21, 22, 24 и второй группы 41, 42, 43 групп проводится маскирование двух старших разрядов с шины ID. Далее в первой группе 51, 52, …, 55 элементов И и второй группе 61, 62, 63 из элементов И с инверсными входами осуществляется выявление единичных групп содержащих два единичных бита и формирование на соответствующих выходах единичных значений - для входного кода ID[8-1]=1101 1011 формируются значения 5[5-1]=01001 и 6[1-3]=010, соответствующие начальным разрядам трех выявленных единичных групп, содержащих по К=2 единичных бит, которые без маскирования через третью группу 71, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом передаются на внутреннюю шину ВВ и далее на группу внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке QB[8-1]=01001001. Кроме того в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп и формирование двоичного кода передаваемого на группу внешних выходов количества единичных групп в блоке QK=3.In
В такте 2 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1011 1011 второго блока G2, содержащий одноразрядную, трехразрядную и двухразрядную единичные группы. Для данного кода ID на выходах первой группы 51, 52, …, 55 элементов И и второй группы 61, 62, 63 из элементов И с инверсными входами формируются значения 5[5-1]=11001 и 6[1-3]=000, соответствующие начальным разрядам выявленных единичных групп, содержащих по К=2 единичных бит. При этом единичные значения, установленные на выходах соседних четвертого и пятого элементов 5[5-4]=11, соответствуют одной группе (ряду) из трех единичных бит во входном блоке ID. Поэтому в третьей группе 72, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом маскируется единичное значение с выхода пятого элемента 5[5]=1 и на внутренней шине ВВ и далее в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0000 1001, соответствующий двум единичным группам содержащим два и более единичных бит К=2 (IU[4-1]=0011). Кроме того в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G2 и формируется двоичный код количества единичных групп в блоке QK=2.In
В такте 3 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1110 1111 третьего блока G3, содержащий трехразрядную и четырехразрядную единичные группы. Для данного кода ID на выходах первой группы 51, 52, 55 элементов И и второй группы 61, 62, 63 из элементов И с инверсными входами формируются значения 5[5-1]=00111 и 6[1-3]=011, соответствующие начальным разрядам выявленных единичных групп, содержащих по К=2 единичных бит. При этом единичные значения, установленные на выходах соседних первого, второго и третьего элементов 5[3-1]=111, соответствуют одной группе (ряду) из четырех единичных бит, а установленные на выходах соседних второго и третьего элементов 6[2-3]=11, соответствуют одной группе (ряду) из трех единичных бит во входном блоке ID. Поэтому в третьей группе 72, 73, 78 элементов И с инверсным входом маскируются единичные значения с выходов элементов 5 [3-2]=11 и с выхода элемента 6[2]=1, и далее на внутренней шине ВВ и в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0010 0001, соответствующий двум единичным группам содержащим два и более единичных бит К=2 (IU [4-1]=0011). Также в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G3 и формируется двоичный код количества единичных групп в блоке QK=2.In
В тактах 4-6 осуществляется детектирование групп содержащих три и более единичных бит К=3 (IU[4-1]=0111) во входных блоках данных G4, G5, G6.In cycles 4-6, groups containing three or more single bits K=3 (IU[4-1]=0111) are detected in the input data blocks G4, G5, G6.
В такте 4 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=0101 1101 четвертого блока G4, содержащий две одноразрядные и одну трехразрядную единичные группы. Для данного кода ID только на выходе третьего элемента первой группы 51, 52, …, 55 элементов И формируется единичное значение 5[3]=1, соответствующее начальному третьему разряду выявленной единичной группы, содержащей К=3 единичных бит. Поэтому далее в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0000 0100, а в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G4 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=1.In
В такте 5 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1111 0111 пятого блока G5, содержащий трехразрядную и четырехразрядную единичные группы. Для данного кода ID единичное значение формируется на выходах первого элемента И 5[1]=Т, пятого элемента И 5[5]=1 и третьего элемента И с инверсным входом 6[3]=1. При этом единичные значения с выходов элементов И 5[5]=1 и 6[3]=1 соответствуют соседними разрядам во входных данных на шине ID и относятся к одной группе (ряду) из четырех единичных бит. Поэтому в третьей группе 72, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом маскируется единичное значение с выхода элемента 6[3]=1, а далее на внутренней шине ВВ и в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0001 0001, соответствующий двум единичным группам содержащим три и более единичных бит К=3 (UI[4-1]=0111). Также в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G5 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=2.In
В такте 6 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1110 0111 шестого блока G6, содержащий две трехразрядные единичные группы. Для данного кода ID единичные значения формируются на выходах первого элемента И 5[1]=1 и третьего элемента И с инверсным входом 6[3]=1, по которым формируется код на внутренней шине ВВ и в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0010 0001, а блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G6 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=2.In
В тактах 7-8 осуществляется детектирование групп содержащих четыре и более единичных бит К=4 (IU[4-1]=1111) во входных блоках данных G7, G8.In cycles 7-8, groups containing four or more single bits K=4 (IU[4-1]=1111) are detected in the input data blocks G7, G8.
В такте 7 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1111 1011 седьмого блока G7, содержащий пятиразрядную и двухразрядную единичные группы. Для данного кода ID единичные значения формируются на выходах соседних четвертого и пятого элементов И 5[5-4]=11, которые соответствуют одной группе (ряду) из пяти единичных бит. Поэтому в третьей группе 72, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом маскируется единичное значение с выхода элемента 5[5]=1, а далее в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0000 1000, соответствующий одной единичной группе содержащей четыре и более единичных бит К=4 (IU[4-1]=1111). Также в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G7 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=1.In
В такте 8 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1011 1111 восьмого блока G8, содержащий одноразрядную и шестиразрядную единичные группы. Для данного кода ID единичные значения формируются на выходах соседних первого, второго и третьего элементов И 5[3-1]=111, которые соответствуют одной группе (ряду) из шести единичных бит. Поэтому в третьей группе 72, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом маскируется единичное значение с выходов элементов 5[3-2]=11, а далее в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0000 0001, соответствующий одной единичной группе содержащей четыре и более единичных бит К=4 (IU[4-1]=1111). Также в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G7 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=1.In
В тактах 9-10 осуществляется детектирование групп, содержащих один и более единичных бит К=1 (IU[4-1]=0001) во входных блоках данных G9, G10.In cycles 9-10, groups containing one or more single bits K=1 (IU[4-1]=0001) in the input data blocks G9, G10 are detected.
В такте 9 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=1011 1011 девятого блока G9, содержащий одноразрядную, двухразрядную и трехразрядную единичные группы. Для данного кода ID единичные значения формируются на выходах соседних первого и второго элементов И 5[2-1]=11, которые соответствуют одной группе (ряду) из двух единичных бит, и на выходах соседних четвертого и пятого элементов И 5[5-4]=11 и третьего элемента И с инверсным входом 6[3]=1, которые соответствуют одной группе (ряду) из трех единичных бит, а также формируется единичное значение на первом элементе И 6[1]=1, соответствующее одноразрядной группе. Поэтому в третьей группе 72, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом маскируются единичные значения с выходов элементов 5[2]=1, 5[5]=1, 6[3]=1, а далее в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=1000 1001, соответствующий трем единичным группам содержащим один и более единичных бит К=1 (IU[4-1]=0001). Также в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G9 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=3.In
В такте 10 на внешней 8-разрядной входной шине данных задается код ID[8-1]=0101 1010 десятого блока G10, содержащий две одноразрядные и одну двухразрядную единичные группы. Для данного кода ID единичные значения формируются на выходах второго элемента И 5[2]=1, соседних четвертого и пятого элементов И 5[5-4]=11, которые соответствуют одной группе (ряду) из двух единичных бит, а также формируется единичное значение на втором элементе И 6[2]=1. Поэтому в третьей группе 72, 73, …, 78 элементов И с инверсным входом маскируется единичное значение с выхода элемента 5[5]=1, а далее в группе внешних выходов QB начальных разрядов групп в блоке устанавливается код QB[8-1]=0100 1010, соответствующий трем единичным группам содержащим один и более единичных бит К=1 (IU[4-1]=0001). Также в блоке счета единиц 8 осуществляется счет единичных групп во входном блоке G10 и формируется двоичный код количества групп в блоке QK=3.In
Таким образом, для N разрядных входных блоков данных осуществляется выявление единичных групп заданной К разрядности из М разрядов, проводится счет таких групп и их расположение во входных блоках.Thus, for N bit input data blocks, unit groups of a given K bit depth from M bits are identified, such groups are counted and their location in the input blocks is carried out.
Предлагаемое устройство может быть применено для аппаратной реализации статистических тестов разработанных лабораторией информационных технологий Национального института стандартов и технологий (NIST, США), целью которых является определение меры случайности двоичных последовательностей порожденных генераторами случайных чисел. В частности предлагаемое устройство осуществляет подсчет количества единичных групп заданной К размерности в N-разрядных входных блоках.The proposed device can be used for hardware implementation of statistical tests developed by the Information Technology Laboratory of the National Institute of Standards and Technology (NIST, USA), the purpose of which is to determine the measure of randomness of binary sequences generated by random number generators. In particular, the proposed device counts the number of unit groups of a given K dimension in N-bit input blocks.
При обработке результатов физических экспериментов предлагаемое устройство обеспечивает выявление событий заданной размерности, определение их количества и размещение во входных блоках.When processing the results of physical experiments, the proposed device ensures the identification of events of a given dimension, determination of their number and placement in input blocks.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство решает поставленную задачу, обладает регулярностью узлов и связей, и соответствует заявляемому техническому результату - расширение арсенала средств того же назначения в части обеспечения возможности детектирования групп единичных бит заданной разрядности, определение количества заданных групп и их размещение в блоках данных.The above information allows us to conclude that the proposed device solves the problem, has regularity of nodes and connections, and corresponds to the claimed technical result - expanding the arsenal of means for the same purpose in terms of ensuring the possibility of detecting groups of single bits of a given bit depth, determining the number of given groups and their placement in blocks of data.
Claims (6)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2819111C1 true RU2819111C1 (en) | 2024-05-14 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5550766A (en) * | 1994-10-04 | 1996-08-27 | Al-Zamil; Salah A. M. | High speed digital polarity correlator |
CN110633154B (en) * | 2019-09-06 | 2020-10-02 | 中国科学院近代物理研究所 | Data full-sorting method and system |
RU2763859C1 (en) * | 2021-04-29 | 2022-01-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Device for detecting unit groups of bits in a binary sequence |
RU2780985C1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-10-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Device for detecting groups of bits |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5550766A (en) * | 1994-10-04 | 1996-08-27 | Al-Zamil; Salah A. M. | High speed digital polarity correlator |
CN110633154B (en) * | 2019-09-06 | 2020-10-02 | 中国科学院近代物理研究所 | Data full-sorting method and system |
RU2763859C1 (en) * | 2021-04-29 | 2022-01-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Device for detecting unit groups of bits in a binary sequence |
RU2780985C1 (en) * | 2021-12-01 | 2022-10-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Device for detecting groups of bits |
RU2800039C1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-07-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Device for detecting groups of single bit and maximum group in data blocks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2680762C1 (en) | Device of group structure for detection of groups of zero and one bits and determination of their quantity | |
RU2819111C1 (en) | Device for detecting given k-bit groups of single bits in data units | |
US3938087A (en) | High speed binary comparator | |
RU2728957C1 (en) | Device for detecting groups of bits in a binary sequence | |
RU2828235C1 (en) | Device for detecting groups of single bits in data units within given boundaries | |
RU2800039C1 (en) | Device for detecting groups of single bit and maximum group in data blocks | |
RU2703335C1 (en) | Pyramidal structure for detecting groups of zero and single bits and determining their number | |
RU2809741C1 (en) | Group structure device for detecting variable bit patterns | |
RU2815502C1 (en) | Device for detecting groups of single bits and maximum groups in blocks of binary sequence | |
RU2798197C1 (en) | Parallel-serial structure device for detecting non-overlapping bit patterns | |
RU2780985C1 (en) | Device for detecting groups of bits | |
RU2658147C1 (en) | Data decompression device | |
RU2696223C1 (en) | Arithmetic logic unit for generating residual by arbitrary module from number | |
RU2809743C1 (en) | Device for detecting groups of single bits in blocks of binary sequence | |
RU2828236C1 (en) | Device for counting identical groups of bits in blocks of binary sequence | |
RU2824560C1 (en) | Device for detecting bit patterns and intervals between bit patterns | |
RU2787294C1 (en) | Device for detecting overlapping bit patterns in a binary sequence | |
RU2807299C1 (en) | Device for detecting overlapped and non-overlapped bit patterns in binary sequence | |
RU2759002C1 (en) | Device of parallel-sequential structure for detecting the boundaries of the range of single bits | |
RU2638724C1 (en) | Device for order correction when normalizing numbers | |
RU2697618C1 (en) | Device for decompression of data | |
RU2251144C1 (en) | Device for multiplication of numbers in "1 of 4" code | |
RU2758205C1 (en) | Two-threshold comparator of the binary bit range | |
RU2825568C1 (en) | Device for calculating cumulative sums in binary sequence | |
RU2785771C1 (en) | Task manager round arbiter |