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FPGA产生基于LFSR的伪随机数

上一篇《基于FPGA 的CRC校验码生成器》文中，提到了“要实现这一过程，仍然需要LFSR电路，在这补一篇《FPGA产生基于LFSR的伪随机数》，欢迎大家交流学习。话不多说，上货。...伪随机数的选择是从随机种子开始的，所以为了保证每次得到的伪随机数都足够地“随机”，随机种子的选择就显得非常重要，如果随机种子一样，那么同一个随机数发生器产生的随机数也会一样。...2、由LFSR引出的产生方法 产生伪随机数的方法最常见的是利用一种线性反馈移位寄存器(LFSR),它是由n个D触发器和若干个异或门组成的，如下图： ?...下面以n=3，g0=1，g1=1,g2=0,g3=1为例，说明LFSR的特性，具有该参数的LFSR结构如下图： ?...的伪随机数发生器，它共有2^8=255个状态，该LFSR的结构如下： ?

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FPGA设计中，产生LFSR伪随机数

今天给大侠带来在FPGA设计中，产生LFSR伪随机数，话不多说，上货。...伪随机数的选择是从随机种子开始的，所以为了保证每次得到的伪随机数都足够地“随机”，随机种子的选择就显得非常重要，如果随机种子一样，那么同一个随机数发生器产生的随机数也会一样。 ?...二、由LFSR引出的产生方法 产生伪随机数的方法最常见的是利用一种线性反馈移位寄存器(LFSR)，它是由n个D触发器和若干个异或门组成的，如下图： ?...为了保证这些状态没有重复，gn的选择必须满足一定的条件。 下面以n=3，g0=1，g1=1,g2=0,g3=1为例，说明LFSR的特性，具有该参数的LFSR结构如下图： ?...三、verilog实现 基于以上原理，下面用verilog产生一个n=8，反馈系数为g0g1g2g3g4g5g6g7g8=101110001的伪随机数发生器，它共有2^8=255个状态，该LFSR的结构如下

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线性反馈移位寄存器LFSR（斐波那契LFSR（多到一型）和伽罗瓦LFSR（一到多型）|verilog代码|Testbench|仿真结果）

之所以是伪随机序列，是因为该随机数是按照一定算法模拟产生的，其结果是确定的并且可预见的，因此并不是真正的随机数。...对于LFSR随机种子和抽头的选择就十分重要，如果随机种子和抽头发生改变，线性反馈移位寄存器LFSR产生的随机数也会相应改变。...LFSR广泛应用于伪随机数生成、伪噪声序列生成、计数器、数据的加密和CRC校验、扰码器/解码器、信号生成和测试等领域，是一种非常有用的数字电路设计技术。 下面对其中的一些典型应用进行介绍。...伪随机序列发生器：LFSR 可以按比特位顺序产生一个周期性序列，并通过适当的反馈多项式来调节其生成的序列，可作为数字化通信中的伪随机序列发生器使用。...数据的加密和CRC校验：在通信系统中使用 CRC 校验时通常需要使用一个预定义的 LFSR 系列和特定的反馈多项式来计算校验码。

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谈谈随机数的使用

在日常开发中，伪随机函数几乎是必不可少的一个函数。 大部分我们在使用这个函数时，就自然而然拿来用了，很少去思考用的对不对，反正他是随机的，并且也很难去验证（需要各种大量数据统计)。...A,B是正整数 通俗点来讲就是，线性同余生成的[0,M)个数在统计学意义上，是等概率出现的。也就是说在足够多次随机以后，他们出现的次数是相同的。 咋一看，感觉上面的代码好像没啥问题。...我们来模拟一下多个宝箱交替打开的行为： 开宝箱1，rand()%1000返回的是900， 因此开出来的是B 开宝箱2，rand()%1000返回的是1， 因此开出来的是A 开宝箱1，rand()%1000...返回的是300， 因此开出来的是B 开宝箱1，rand()%1000返回的是500, 因此开出来的是B 开宝箱2， rand()%1000返回的是299， 因此开出来的是A 如果宝箱1和宝箱2一直在以类似的顺序交替打开...在我们用随机函数之前，一定要先问问自己，所有使用rand()函数的地方其实是共用了同一个伪随机序列，这样真的没问题么？

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Verilog数字系统基础设计-扰码与解扰

Verilog数字系统基础设计-扰码与解扰 扰码可以对原始的用户数据进行扰乱，得到随机化的用户数据。发送电路在发送数据前先对数据进行随机扰乱，接收电路使用相同的扰乱算法重新恢复出原始的数据。...什么是扰码与解扰 扰码器使用LFSR实现，用来产生伪随机比特序列，它和串行输入的数据进行异或，从而实现对输入数据的随机化。...正如我们在LFSR部分讨论过的，伪随机序列也是周期重复的，其周期长度取决于LFSR中触发器的级数和所选择的多项式。...以每个时钟周期到达8位并行数据为例，LFSR伪随机序列产生器需要在每个时钟周期内产生8位随机数，同时扰码器在每个时钟周期内产生8位扰码后的随机数据。...PCIe中使用了一个名为COM的字符，发送电路和接收电路都可以识別该字符，并在收到该字符后将电路中的扰码器置为预先约定的相同的初始始值。

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学习笔记 | 基于FPGA的伪随机数发生器（附代码）

满足这类要求的数字在人类“一眼看上去”是随机的。 在实际应用中往往使用伪随机数就足够了。这些数列是“似乎”随机的数，实际上它们是通过一个固定的、可以重复的计算方法产生的。...2 设计原理 本次设计采用线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）来实现伪随机数发生器。...LFSR结构如下图所示： ? 图1 LFSR结构示意图 对应的特征多项式为： ? Gm为多项式的系数，而多项式系数只能为1或0。...利用LFSR生成伪随机数，需要给它一个随机种子（seed），由于它是由N个触发器和异或门组成，所以种子不能给全0，如果给的全0，将会陷入0的死循环一直出不来，就得不到我们想要的伪随机数，在设计时，我们可以给一个任意不为...基于以上原理，我们使用本原多项式x^32+x^7+x^5+x^3+x^2+x+1来构造最大周期的LFSR。 3 架构设计 设计架构如下图： ?

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FPGA项目开发：基于FPGA的伪随机数发生器（附代码）

满足这类要求的数字在人类“一眼看上去”是随机的。 在实际应用中往往使用伪随机数就足够了。这些数列是“似乎”随机的数，实际上它们是通过一个固定的、可以重复的计算方法产生的。...二、设计原理 本次设计采用线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）来实现伪随机数发生器。...LFSR结构如下图所示： 图1 LFSR结构示意图 对应的特征多项式为： Gm为多项式的系数，而多项式系数只能为1或0。...利用LFSR生成伪随机数，需要给它一个随机种子（seed），由于它是由N个触发器和异或门组成，所以种子不能给全0，如果给的全0，将会陷入0的死循环一直出不来，就得不到我们想要的伪随机数，在设计时，我们可以给一个任意不为...基于以上原理，我们使用本原多项式x^32+x^7+x^5+x^3+x^2+x+1来构造最大周期的LFSR。

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【Verilog】移位寄存器总结:移位寄存器、算数移位寄存器、线性反馈移位寄存器(LFSR)

其中gn为反馈系数，取值只能为0或1，取为0时表明不存在该反馈之路，取为1时表明存在该反馈之路；这里的反馈系数决定了产生随机数的算法的不同。 组成： 由n级触发器和一些异或门组成。...LFSR初始值： 伪随机序列的种子。 抽头： 影响下一个状态的比特位。 含有N个触发器的LFSR电路最多可以产生2的n次方减1个序列。...1、伽罗瓦LFSR（Galois LFSR） 伽罗瓦LFSR是一到多型的LFSR，即最后一个触发器的输出 与抽头序列对应位置触发器前一级触发器的输出 相异或逻辑来驱动多个抽头序列对应位置触发器的输入，如下图所示...例子：构建一个32位Galois LFSR，在32、22、2和1位的位置处使用抽头。...斐波那契LFSR也可以称为多到一型LFSR，即抽头序列对应bit位置的多个触发器的输出通过异或逻辑来驱动一个触发器的输入。

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Python 伪随机数：random库的使用

本文内容：Python 伪随机数：random库的使用 ---- Python 伪随机数：random库的使用 1.常用函数 .random库应用： 的计算 ---- 随机数在计算机应用中十分常见...，Python内置的random库主要用于产生各种分布的伪随机数序列。...1.常用函数 使用random库主要目的是生成随机数，因此，只需要查阅该库的随机数生成函数，找到符合使用场景的函数使用即可。...这个库提供了不同类型的随机数函数，所有函数都是基于最基本的random.random()函数扩展而来。...sample(pop,k) 从pop类型中随机选取k个元素，以列表类型返回 生成随机数之前可以通过seed()函数指定随机数种子，随机种子一般是一个整数，只要种子相同，每次生成的随机数序列也相同。

1.2K20

基于FPGA的CRC校验码生成器设计

三、校验码的生成规则 1) 将原信息码左移r bit，右侧补零，如 110--> 110 0000； 2) 用110 0000除以g(x) (注意，使用的是模2除法，见下文)，得到的余数即为CRC...《FPGA设计中，产生LFSR伪随机数》中关于该电路特性的介绍，如果你不需要了解原理，直接略过即可；有所改进的地方就是，可以将伪随机数发生器看作一个Moore型状态机，它的输出只与当前的状态有关；而此时利用...注意对比与伪随机数产生器中该反馈支路的区别。...七、verilog描述 如果用时序电路串行实现，则8 bit数据要移位8次，就需要8个clk，效率低下，为了能在一个时钟周期输出结果，必须采用组合电路，当然，这是以空间换时间的方法，由于使用了for循环...LFSR电路由来与应用的文章，注意是深入浅出的，请大力推荐，在此感谢。

1.4K20

基于FPGA 的CRC校验码生成器

3、校验码的生成规则： 1)将原信息码左移r bit，右侧补零，如 110--> 110 0000； 2)用110 0000除以g(x) (注意，使用的是模2除法,见下文)，得到的余数即为CRC校验码...《FPGA产生基于LFSR的伪随机数》中关于该电路特性的介绍，如果您不需要了解原理，直接略过即可;有所改进的地方就是，可以将伪随机数发生器看作一个Moore型状态机，它的输出只与当前的状态有关；而此时利用...注意对比与伪随机数产生器中该反馈支路的区别！...7.verilog描述 如果用时序电路串行实现，则8 bit数据要移位8次，就需要8个clk，效率低下，为了能在一个时钟周期输出结果，必须采用组合电路，当然，这是以空间换时间的方法，由于使用了for循环...LFSR电路由来与应用的文章，注意是深入浅出的，请您大力推荐，在此感谢！

1.3K20

PCIe系列第七讲、PCIe的物理层

来自Byte Stripping部件的数据链与这个伪随机序列中的字符流进行异或操作，从而生成一个较为随机的随机数，从而降低EMI。...De-Scramber进行去扰操作，其随机多项式与Scramber完全相同且完全同步，即使用相同的初始值（0xffff），PCIe链路两端设备每次加扰一个8b数据后，LFSR进行8次移位操作。...控制字符和数据自读都需要根据物理层CRD的状态，决定使用CRD-还是CRD+。...PCIe链路的两端进行加扰解扰操作时，需要保证使用的LFSR寄存器同步，LFSR寄存器的同步由控制字符COM控制，在初始复位时LFSR寄存器的int value为0xffff，当接收到控制字符COM后，...物理层将LFSR寄存器的值置为0xffff，此外物理层在接收到SKP控制字符后，不会对LFSR进行移位操作。

2.4K21

使用RANDARRAY生成随机数数组

标签:Excel函数，RANDARRAY函数 RANDARRAY函数返回随机数数组，可指定要填充随机数的行数和列数、最小值和最大值、以及是否返回整数或小数值，其语法为： RANDARRAY([rows...], [columns], [min], [max], [integer]) 其中， 参数rows，可选，指定要返回的行数；参数columns，可选，指定要返回的列数；参数min，可选，指定返回的最小数值...公式： =RANDARRAY(10) 将生成10行1列的随机数，如下图1所示。 图1 公式： =RANDARRAY(,6) 将生成1行6列的随机数，如下图2所示。...图2 公式： =RANDARRAY(3,4,1,9,TRUE) 将生成3行4列的随机整数数组，生成的随机数的范围在1至9之间，如下图3所示。...图3 传统的RAND函数返回一个大于或等于0且小于1的小数。

50130

记录使用 Golang mathrand 随机数遇到的坑

可以不用通过邀请码反推对应的用户 ID 是什么。 2.我的思路 首先确定生成邀请码的字符空间，使用数字和英文大小写字母共计 62 个字符。...如果长度时 6 的邀请码，那么空间大小 62^6 = 56,800,235,584，这是一个非常大的空间，足够用户量为亿级别的业务使用。...然后将 UID 通过 MD5 散列后，取散列值的前 8 个字节与后 8 个字节做异或运算，获取随机数种子。...如果说不同种子的随机数序列是随机的，那么上面邀请码发生碰撞的概率是 (1/62)^6，这是一个概率极低的事件，可以认为不可能发生，那么便满足我们的要求。 下面写一个单元测试来验证一下。...为什么会出现这种情况呢，随机数的种子是不同的啊！ 这是因为我们忽略了一个问题：生日问题。

99020

FPGA设计心得（6）Aurora IP核例子简析与仿真（framing版）

如果连接到成帧接口，它将生成大小和间隔不同的帧。LFSR用于生成伪随机数据，并且LFSR的低位连接到REM总线。...}}; 可见，要发送的数据是一个有规则产生的随机数据，data_lfsr_r的初始值作为随机数的种子，之后通过异或非的方式产生随机数。...使用状态机的目的在于确定 frame的起始，结束以及要发送数据还是什么也不发送等。...when ifg_size register is 0 assign ifg_done_c = (ifg_size_r == 4'h0); frame_size_r是一个计数器变量，使用计数器确定要发送的一帧数据的大小...； 同理，bytes_sent_r 使用第二个计数器来确定已经发送了多少个帧字节； 最难理解的属于ifg了？

1.6K30

PHP的加密伪随机数生成器的使用

PHP的加密伪随机数生成器的使用 今天我们来介绍的是 PHP 中的加密伪随机数生成器（CSPRNG 扩展）。...随机数的生成其实非常简单，使用 rand() 或者 mt_rand() 函数就可以了，但是我们今天说的这个则是使用了更复杂算法的一套随机数生成器。...rand() 已经不是很推荐使用了，mt_rand() 的生成速度更快一些，也是现在的主流函数，而加密的伪随机数生成函数则是密码安全的，速度会比 mt_rand() 略慢一点。...其实和 mt_rand() 的用法一样。 生成来源 上述两种加密伪随机函数的生成来源都是依赖于操作系统的，具体如下： 在 Windows 系统，会使用 CryptGenRandom() 函数。...从7.2.0开始使用CNG-API 在 Linux 系统,会使用 Linux getrandom(2) 系统调用 在其他系统,会使用 /dev/urandom 否则将抛出异常 异常情况 这两个函数也有相应的异常情况会出现

1.2K30

python产生随机数的方法_产生随机数的函数

Python产生随机数： 一.Python自带的random库 1.参生n–m范围内的一个随机数: random.randint(n,m) 2.产生0到1之间的浮点数: random.random...([1,3,5,6,7]) import random # 产生 1 到 10 的一个整数型随机数 print( random.randint(1,10) ) # 产生 0 到 1 之间的随机浮点数...]) print(a) 二.numpy库 1.产生N维的均匀分布的随机数: np.random.rand(d1,d2,d3,…,dn) 2.产生n维的正态分布的随机数: np.random.randn...([2,5,7,8,9,11,3]) 6.把序列中的数据打乱：np.random.shuffle(item) import numpy as np #产生n维的均匀分布的随机数 print(np.random.rand...(5,5,5)) #产生n维的正态分布的随机数 print(np.random.randn(5,5,5)) #产生n--m之间的k个整数 print(np.random.randint(1,50,5))

1.7K20

使用随机数生成器估算π

编写函数，使用随机数生成器估算π。 各种计算机语音中都会给出π的具体值，如JavaScript中就有Math.PI，但是如何不使用该值来粗略估算π的值呢？...整体思路：如图所示，在坐标系(x, y)的作用域[-1，1]与值域[-1，1]中随机生成点，点在圆x² + y² = 1内的概率为π / 4，那么π可以由4 * 点在圆内的数量 / 所有点的数量得到。...实际上我们不需要计算整个圆，我们只要计算作用域[0，1]与值域[0，1]的部分，也就是第一象限，也就是π = 4 * 点在第一象限圆内的数量 / 第一象限所有点的数量。...randY; let inside = 0; for(let i = 0; i < iterations; i++) { randX = Math.random(); // 生成第一象限x的值...randY = Math.random(); // 生成第一象限y的值 if((randX * randX) + (randY * randY) <= 1) { // 点在圆内

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