亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于FPGA的LFSR結(jié)構(gòu)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實現(xiàn)*

        2018-06-14 05:47:02彭雅嵐肖順文
        關(guān)鍵詞:級數(shù)寄存器移位

        彭雅嵐 肖順文

        (西華師范大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,四川南充 637009)

        在計算機(jī)、通信系統(tǒng)中采用的隨機(jī)數(shù)均為偽隨機(jī)數(shù)[1],由線性反饋移位寄存器[2]所構(gòu)成的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的核心。線性反饋移位寄存器是一種十分有用的時序邏輯結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡單、速度快,它被廣泛應(yīng)用于可編程分頻器、信道編碼、CRC(Cyclic Redundancy Check)校驗碼生成、密碼算法實現(xiàn)等多個方面[3-4]。本文基于FPGA(Field Programmable Gate Array)實現(xiàn)用N級線性反饋移位寄存器(Linear Feedback Shift Register, LFSR)產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)組。

        圖1 N級線性反饋移位寄存器結(jié)構(gòu)圖

        圖2 n=8,G=18DH,SEED=FFH時的仿真圖

        圖3 n=8,G=18DH,SEED=EAH時的仿真圖

        1 設(shè)計原理

        線性反饋移位寄存器是給定前一狀態(tài)的輸出,將該輸出的線性函數(shù)再用作輸入的移位寄存器。異或運(yùn)算是最常見的單比特線性函數(shù):對寄存器的某些位進(jìn)行異或操作后作為輸入,再對寄存器中的各比特進(jìn)行整體移位。圖1是由n個D觸發(fā)器和若干個異或門組成的線性反饋移位寄存器結(jié)構(gòu)圖,其特性由移位寄存器級數(shù)(周期長度)、初始狀態(tài)(各寄存器的初始值)、反饋邏輯(異或邏輯)和時鐘周期共同決定[5]。

        圖1中,Qi+1表示各級寄存器Di的輸出,gi為反饋系數(shù),gi的取值決定了Qi是否參與反饋。gi只能取0或1,當(dāng)gi=0時,表示Qi被斷開不參與反饋;當(dāng)gi=1時,表示Qi將參與反饋。由于反饋的需要,其中g(shù)n與g0必須取1,使線性反饋移位寄存器的輸出端Qn參與反饋。移位寄存器的初始狀態(tài)由使用者設(shè)定,初值裝載完成后,每當(dāng)時鐘周期CLK到來,移位寄存器移位一次,即若gi+1=1,則寄存器Di將其輸出值Qi+1(0或1)與Qn進(jìn)行反饋邏輯(異或)運(yùn)算后,傳遞給下一級寄存器Di+1;若gi+1=0,則寄存器Di直接將其內(nèi)容傳遞給下一級寄存器Di+1。

        2 設(shè)計方案

        本文基于VHDL硬件描述語言設(shè)計了一個級數(shù)與反饋系數(shù)均可控的,由線性反饋移位寄存器所構(gòu)成的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。參考文獻(xiàn)[6]介紹了多種VHDL的語法,這里采用了GENERIC參數(shù)定義語句,對級數(shù)N進(jìn)行有效設(shè)定,并利用FOR_LOOP循環(huán)語句對反饋系數(shù)的值進(jìn)行判斷后,再帶入反饋邏輯運(yùn)算得到下一級寄存器的值。最后由用戶設(shè)定隨機(jī)種子的值,從而得到一系列偽隨機(jī)數(shù)。

        部分VHDL源程序如下:

        IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN

        IF LOAD = '1' THEN REGN <= SEED;ELSE

        REGN(0) <= REGN(n-1);

        FOR i IN n-2 DOWNTO 0 LOOP

        IF G(i+1)='1' then

        REGN(i+1) <=REGN(i) XOR REGN(n-1);ELSE

        REGN(i+1) <=REGN(i);

        END IF;END LOOP;END IF;END IF;

        3 仿真與驗證

        使用ALTERA公司的QUARTUS II 9.0軟件對所設(shè)計的線性反饋移位寄存器進(jìn)行編譯和仿真。CLK為仿真時鐘信號,時鐘周期為5ns;LOAD是裝載數(shù)據(jù)的控制端,高電平有效;SEED為用戶選定的隨機(jī)種子;G為反饋系數(shù)的取值。

        圖2為級數(shù)取8,隨機(jī)種子取11111111,反饋系數(shù)取110001101時產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)。

        圖3為級數(shù)取8,隨機(jī)種子取11101010,反饋系數(shù)取110001101時產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)。

        圖4為級數(shù)取8,隨機(jī)種子取11101010,反饋系數(shù)取111000001時產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)。

        圖5為級數(shù)取16,隨機(jī)種子取FFFFH,反饋系數(shù)取18003H時產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)。

        運(yùn)用控制變量法,從上述四種不同條件下的仿真圖中可以看出,當(dāng)將線性反饋移位寄存器的級數(shù)、反饋系數(shù)和隨機(jī)種子中任一項取不同值的時候均可以得到不同的偽隨機(jī)數(shù)組。

        圖4 n=8,G=1C1H,SEED=EAH時的仿真圖

        圖5 n=16,G=18003H,SEED=FFFFH時的仿真圖

        4 結(jié)語

        本文用VHDL語言設(shè)計了一種能有效產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)的N級線性反饋移位寄存器,通過改變級數(shù)N、反饋系數(shù)G和隨機(jī)種子SEED的值可以得到多種多樣的偽隨機(jī)數(shù)。較其他線性反饋移位寄存器的設(shè)計來說,本設(shè)計的級數(shù)和反饋系數(shù)均可調(diào),且設(shè)計過程簡單易懂,具有靈活性好,使用便捷的優(yōu)點。

        [1]劉沛華,魯華祥,龔國良,劉文鵬,陳天翔.基于FPGA的高速任意分布偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報,2012,30(03):306-310.

        [2]崔嵬,李承恕.線性反饋移位寄存器的改進(jìn)算法及其電路實現(xiàn)[J].北方交通大學(xué)學(xué)報,2004(05):69-72.

        [3]管超,周潤德,葛元慶.高速線性反饋移位寄存器的實現(xiàn)[J].微電子學(xué),2000(04):241-243.

        [4]鄭誠瑋,戴紫彬,李偉.面向可重構(gòu)并行化處理的線性反饋移位寄存器統(tǒng)一架構(gòu)研究[J].微電子學(xué)與計算機(jī),2015,32(11):111-115.

        [5]陳澄,張茂青,崔秀美.基于FPGA的可編程M序列發(fā)生器的設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機(jī),2013,26(06):15-16.

        [6]潘松,黃繼業(yè).EDA技術(shù)實用教程[M].科學(xué)出版社.2013.

        猜你喜歡
        級數(shù)寄存器移位
        Lite寄存器模型的設(shè)計與實現(xiàn)
        再生核移位勒讓德基函數(shù)法求解分?jǐn)?shù)階微分方程
        大型總段船塢建造、移位、定位工藝技術(shù)
        Dirichlet級數(shù)及其Dirichlet-Hadamard乘積的增長性
        Σ(X)上權(quán)移位算子的不變分布混沌性
        分簇結(jié)構(gòu)向量寄存器分配策略研究*
        幾個常數(shù)項級數(shù)的和
        p級數(shù)求和的兩種方法
        多指離斷手指移位再植拇指25例
        Dirichlet級數(shù)的Dirichlet-Hadamard乘積
        亚洲国产精品成人av在线不卡 | 亚洲 欧美 激情 小说 另类| 无码一区久久久久久久绯色AV| 国产激情一区二区三区成人免费| 亚洲美女av一区二区| 亚洲一品道一区二区三区| 亚洲人成网网址在线看| 国产精品无码av天天爽| 无码丰满少妇2在线观看| 精品视频专区| 成人爽a毛片免费网站中国| 成人欧美一区二区三区黑人| 东北少妇不带套对白| 日日摸夜夜添夜夜添无码免费视频 | 搡老熟女中国老太| 性夜影院爽黄a爽在线看香蕉 | 国产亚洲精品综合一区| 亚洲精品国产熟女久久久| 人妻少妇中文字幕久久| 一女被多男玩喷潮视频| 成人性生交大片免费看r| 亚洲av无码一区二区乱子仑| 日本一道本加勒比东京热| 午夜熟女插插xx免费视频| 1区2区3区高清视频| 国产成人综合久久精品推荐免费| 日韩一区三区av在线| 久久综合狠狠综合久久综合88| 国产内射合集颜射| 一区二区在线视频大片| 日本人妖熟女另类二区| 亚洲国产精品久久久久婷婷老年| 久草视频国产| 亚洲综合天堂一二三区| 久青草影院在线观看国产| 亚洲熟女乱色一区二区三区| 国产国拍亚洲精品午夜不卡17| 日韩少妇高潮在线视频| 日本二区在线视频观看| 9 9久热re在线精品视频| 男人无码视频在线观看|