專利名稱：用于電網的大范圍可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)及相關方法
技術領域：
本發(fā)明屬于智能電網領域，具體涉及一種用于電網的大范圍可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)及相關方法。
背景技術：
隨機源在數(shù)值計算、Monte Carlo模擬、隨機抽樣、預測、檢測、密碼學、通信安全和信息安全等方面發(fā)揮著重要作用，在電網的分析、仿真、建模、預測預報、監(jiān)測與檢測、運維和控制、加密及防災減災等很多領域有著重要的應用。利用數(shù)學方法通過計算機算法產生的隨機源，其隨機序列輸出能夠預測，所以稱為偽隨機數(shù)發(fā)生器(Pseudo-Random Number Generator, PRNG)。選取真實世界隨機性,利用物理方法產生的隨機源，其隨機序列輸出不可預測(即隨機不確定性，具有不可預知性)、不能重復產生(即非周期性)，所以稱為真隨機數(shù)發(fā)生器(True Random Number Generator,·TRNG)。很多應用領域對真隨機源提出了越來越多的需求，真隨機源成為國內外的研究熱點。

發(fā)明內容
為了實現(xiàn)高速率、寬范圍可變的真隨機源，本發(fā)明提供了一種用于電網的大范圍可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)及相關方法，多個真隨機源集成，通過跨時鐘域緩存技術，以電信號的形式輸出可變速率的真隨機源；滿足了電力生產控制類和管理類業(yè)務的需求，為智能電網的建設和運行維護提供技術保障。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于電網的大范圍可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)，其改進之處在于，所述系統(tǒng)包括N個真隨機源(I)、異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器
(2)和輸出控制單元(3) ;N個并列設置的真隨機源通過所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)，在輸出控制單元(3)的控制下，產生可調速率真隨機源。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術方案中，所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)為各個真隨機源分配各自的存儲空間，還包括Gray編碼單元和接收其信號數(shù)據(jù)的標志位信號判斷單元。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術方案中，所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)為真隨機源分配存儲空間依次為
權利要求
1.一種用于電網的大范圍可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括N個真隨機源(I)、異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)和輸出控制單元(3) ;N個并列設置的真隨機源(I)通過所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)，在輸出控制單元的控制下，產生可調速率真隨機源。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)為各個真隨機源分配各自的存儲空間，還包括=Gray編碼單元和接收其信號數(shù)據(jù)的標志位信號判斷單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)為真隨機源分配存儲空間依次為m mg、......、、......表示進位取整；整個存儲空間大小為= m H- mj- H-----單位為kbits ;各個存儲空間都有各自的讀指針和寫指針；其中，fi和&分別表示隨機源i和隨機源N所對應的隨機源輸出碼速率,m表示參考存儲空間的大小。
4.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述Gray編碼單元基于Gray編碼，對各個真隨機源存儲空間的讀指針和寫指針的二進制碼進行Gray編碼，產生讀空標志位信號和寫滿標志位信號。
5.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標志位信號判斷單元對接收到的信號數(shù)據(jù)進行判斷，如果接收到讀空標志位信號則作異常報警；如果接收到寫滿標志位信號，則丟棄全部已寫數(shù)據(jù)，寫指針復零；否則將接收到的真隨機數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲚敵隹刂茊卧?br> 6.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出控制單元(3)包括依次連接的數(shù)據(jù)讀取模塊、數(shù)據(jù)并轉串模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊；所述數(shù)據(jù)讀取模塊同時讀出N個并列設置的真隨機源各自讀指針指向的真隨機數(shù)據(jù)，傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)并轉串模塊進行并轉串，所述數(shù)據(jù)輸出模塊將并轉串后的真隨機數(shù)據(jù)作為真隨機源的數(shù)據(jù)輸出。
7.—種大范圍可調速率的真隨機源實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1).N個真隨機源分別(I)向所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)發(fā)出真隨機數(shù)據(jù)； (2).所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)將得到的數(shù)據(jù)存儲并處理后，傳輸?shù)剿鲚敵隹刂茊呜＃? (3)所述輸出控制單元(3)對數(shù)據(jù)進行并轉串處理后輸出。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，輸出的真隨機信號最大碼速率為Et1ft，可控制輸出的真隨機信號碼速率范圍是O到:E St1。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟2包括如下步驟 (2-1).所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(2)為真隨機源分配存儲空間； (2-2).利用各個真隨機源存儲空間的讀指針和寫指針的二進制碼產生讀空標志位信號和寫滿標志位信號； (2-3).所述標志位信號判斷單元對接收到的信號數(shù)據(jù)進行判斷，若是讀空標志位信號則作異常報警；若是寫滿標志位信號則丟棄全部已寫數(shù)據(jù)，寫指針復零，返回步驟2-2 ;否則進行步驟2-4 ；(2-4).所述標志位信號判斷單元將接收到的真隨機數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲚敵隹刂茊卧?br> 10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟2-2中，基于Gray編碼，產生讀空標志位信號和寫滿標志位信號。
11.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟3包括如下步驟 (3-1).同時讀出N個并列設置的真隨機源各自讀指針指向的真隨機數(shù)據(jù)； (3-2).對讀取的真隨機數(shù)據(jù)進行并轉串； (3-3).將并轉串后的數(shù)據(jù)作為真隨機源的數(shù)據(jù)輸出。
12.根據(jù)權利要求1、2、3、7任一項所述的系統(tǒng)，所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器(25)采用型號為 XC4VFX60 或者 CY7C421-20JXI。
13.如權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真隨機源是基于光量子偏振特性、放射性衰變特性、電子電路噪聲特性、大氣噪聲特性或電子振蕩器的頻率抖動特性的真隨機源。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于電網的大范圍可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)及相關方法，所述系統(tǒng)包括N個真隨機源、異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器和輸出控制單元；N個并列設置的真隨機源通過所述異步先進先出雙端口循環(huán)存儲器，在輸出控制單元的控制下，產生高速率、寬范圍、靈活控制調整的真隨機源。本發(fā)明提供的可調速率真隨機源實現(xiàn)系統(tǒng)及相關方法，滿足了電力生產控制類和管理類業(yè)務的需求，為智能電網的建設和運行維護提供技術保障。
文檔編號G06F7/58GK102750128SQ20121020555
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權日2012年6月18日
發(fā)明者苗新, 陳希 申請人:中國電力科學研究院