如何在FPGA中生成伪随机数?
这已经涵盖了(我会选择 LFSR): Spartan-3E 上的随机数生成
有一篇关于在 FPGA 中高效生成伪随机数序列的优秀 Xilinx 应用说明。这是XAPP052。
如果不是用于密码学或其他具有智能对手的应用程序(例如赌博),我会使用线性反馈移位寄存器方法。
仅使用异或和移位,因此硬件实现非常简单。
正如其他人所说,LFSR 可用于 FPGA 中的伪随机数。这是最大长度 32 位 LFSR 的 VHDL 实现。
process(clk)
-- maximal length 32-bit xnor LFSR based on xilinx app note XAPP210
function lfsr32(x : std_logic_vector(31 downto 0)) return std_logic_vector is
begin
return x(30 downto 0) & (x(0) xnor x(1) xnor x(21) xnor x(31));
end function;
begin
if rising_edge(clk) then
if rst='1' then
pseudo_rand <= (others => '0');
else
pseudo_rand <= lfsr32(psuedo_rand);
end if;
end if;
end process;
如果您需要一个随机单词,例如 C rand() 函数,则 LFSR 本身无法完成这项工作。 为此,我制作了一个小型开源 FPGA rand() 模块。
它是针对初始状态和输出宽度进行参数化的。 它是使用 Xilinx DSP48 内核编写的,运行速度非常快。与 Mersenne Twister 相比,单个 DSP48 可以提供良好的结果。
https://github.com/hdlguy/pg_prng