сть відмови менше 0.1%, необхідно не менше 6700 випробувань, при яких не буде жодної відмови».
Під відмовою може розумітися не обов'язково вихід ГВЧ з ладу, а і відхилення деякого параметра ГСЧ протягом певного часу на величину, більше заданої, або факт спотворення генеруються випадкових чисел при передачі їх в пам'ять комп'ютера чи інші події, критичні для процесу генерації випадкових чисел.
Таким чином, тестування ГВЧ на відмову зводиться до визначення відмов, завданням гарантованої ймовірності та імовірності відмови та виконанню необхідного числа випробувань. При цьому необхідно розуміти, що задаючи b=0.999, ми допускаємо, що в 0.1% випробувань результат може виявитися незадовільним.
Примірний проект ГІСЧ
Структура
На основі загальних вимог, розглянутих вище, наведемо конкретний проект ГІСЧ зі структурою, зображеної на малюнку 7.
Малюнок 7 - Структура проектованого ГІСЧ
Елементи
Підсилювач реалізований на ІМС керованого підсилювача AD8330ARQ з підключеним до диференціального входу резистором 1 кОм в якості джерела шуму. AD8330ARQ має наступні основні характеристики: смуга 150 МГц, вхідна диференціальний опір 1 кОм (при узгодженому підключенні джерела 1 кОм це дає шумовий сигнал на вході з амплітудою 35 мкВ еф.). Коефіцієнт посилення задається параметрами зовнішніх ланцюгів і становить 63 дБ, що визначає диференційний вихідний сигнал амплітудою 50 мВ еф.
Фільтр ВЧ реалізований у вигляді RC ланцюга 2-го порядку з частотою зрізу 10 кГц для придушення складових флікер-шуму.
Застосовано 10 розрядний АЦП AD9215BRU - 65 з частотою дискретизації 50 МГц.
Перетворювач рівномірного розподілу, формувач випадкової послідовності з декоррелятором (див. рис. 6), інтерфейс і підсистема контролю та управління реалізовані на ІМС програмованої логіки EP3C5T144-8 з конфігураційною пам'яттю типу EPCS4.
Підсистема живлення з лінійними стабілізаторами і компараторами особливостей не має.
. Функції ГІСЧ
ГІСЧ виробляє блоки випадкових даних довжиною 20000 біт (2500 байт) з темпом 6.25 Мбайт/с і поміщає їх в подвійній буфер (2 х 20000 біт). Вузол інтерфейсу реалізує алгоритм буферизації «гойдалки»: поки один буфер заповнюється випадковими даними, другий зчитується споживачем. Блок доповнюється перевірочним кодом CRC - 32.
Підсистема контролю та управління здійснює контроль живлячих напруг, контроль гістограми АЦП, контроль спектра АЦП, тестування первинних послідовностей на число одиниць і вихідний випадкової послідовності тестами FIPS у відповідності з наведеними вище описами.
З боку інтерфейсу ГІСЧ представлений регістром даних (читання), регістром стану (читання) і регістром управління (запис). Регістр управління визначає наступні режими роботи ГІСЧ:
Режим «робота»;
Тестовий режим читання первинної послідовності;
Тестовий режим читання виходу АЦП.
У режимі «робота», при заповненні половини буфера випадковими даними, в регістрі стану встановлюється прапор готовності, прапори компараторів контролю харчування (прапор встановлюється при будь-якому короткочасному спрацьовуванні компаратора) і прапори непроходження тестів гістограми і спектра АЦП, тестів первинних послідовностей і вихідний послідовності. Усі прапори скидаються при читанні регістра стану.
У тестовому режимі читання первинної послідовності замість вихідний послідовності буфер заповнюється значеннями заданого розряду первинної послідовності для наступного статистичного тестування.
У тестовому режимі читання виходу АЦП, буфер заповнюється отсчетами АЦП (1250 16-ти розрядних слів з поширенням знакового розряду АЦП в старші розряди) для подальшого аналізу. Якщо інтерфейс не встигає передати блок відліків АЦП (100 Мбайт/с), то запис відліків в буфер призупиняється. Такі розриви припустимі, якщо сигнал АЦП надалі піддається статистичній обробці або спектральному аналізу.
. Функції Споживача
Споживач встановлює в регістрі управління ГІСЧ необхідний режим, зчитує регістр стану і, виявивши прапор готовності даних, зчитує блок відповідних даних з CRC, перевіряє CRC і використовує дані за призначенням, наприклад, записує дані у файл. Перед застосуванням випадкових даних споживач перевіряє наявність прапорів контролю харчування і непроходження тестів і діє у відповідності зі своїм алгоритмом обробки помилок.
Автору відома практика тестування послідовностей, що виробляються ГІСЧ, і відкидання частини послідовності, якщо вона не задовольняє критерію правдоподібнос...
