VHDL产生伪随机数
产生伪随机数的方法
产生伪随机数的方法嘿，你知道不，这世界上好多事儿就跟产生伪随机数似的，充满了奇妙和不确定性呢！咱就说产生伪随机数，这可不是随随便便就能搞定的事儿。
就好像你要在一个大箱子里摸出一个特别的球，你不知道会摸到啥，但又得让它看起来有点规律。
一种常见的方法呢，就是利用算法啦。
这就好比你有一套特别的舞步，按照一定的节奏和步骤来跳，就能跳出那些伪随机数。
比如说线性同余法，就像是一个有固定模式的舞蹈，每一步都有它的规定，但跳出来的结果却能让人觉得有点“随机”的感觉。
还有啊，通过一些物理现象也能产生伪随机数呢！就像大自然有时候也会给我们一些惊喜。
比如说利用热噪声，那感觉就像是在听一场热闹的音乐会，各种声音交织在一起，从中找出那些特别的音符，也就是我们要的伪随机数啦。
你想想，这是不是很神奇？明明是按照一定的规则或者借助一些现象，却能产生出让人摸不着头脑的伪随机数。
这就跟生活似的，有时候我们觉得一切都很有规律，可突然就会蹦出一些意想不到的事情来。
而且哦，产生伪随机数的过程还挺像做饭呢！不同的食材、不同的烹饪方法，最后做出的菜味道完全不同。
算法和物理现象就是我们的食材和烹饪方法，通过它们的组合和运用，就能得出各种各样的伪随机数。
再打个比方，产生伪随机数就像是在创造一个小小的神秘世界，在这个世界里，有它自己的规则和秩序，但又充满了未知和惊喜。
你永远不知道下一个出现的伪随机数会是什么样的。
那为什么我们要研究产生伪随机数的方法呢？这用处可大啦！在计算机科学里，它能帮助我们模拟各种随机的情况，让程序变得更加真实和有趣。
在密码学里，它也是保护我们信息安全的重要手段呢！所以说啊，产生伪随机数可不是什么小打小闹的事儿，它就像一把神奇的钥匙，可以打开好多奇妙世界的大门呢！你说是不是很有意思呀？咱可别小看了这些看起来普普通通的方法，它们背后蕴含的可是大大的智慧和创意呢！怎么样，对产生伪随机数的方法是不是有了新的认识和理解啦？。
基于FPGA的LFSR结构伪随机数发生器的实现
基于FPGA的LFSR结构伪随机数发生器的实现彭雅岚;肖顺文【摘要】本文基于VHDL硬件描述语言设计了一个由线性反馈移位寄存器所构成的伪随机数发生器,这个伪随机数发生器的级数与反馈系数均可控.经测试,当将线性反馈移位寄存器的级数、反馈系数和随机种子中任一个取不同值的时候均可以得到不同的伪随机数组.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2018(036)003【总页数】2页(P91-92)【关键词】线性反馈移位寄存器;伪随机数;FPGA;VHDL【作者】彭雅岚;肖顺文【作者单位】西华师范大学电子信息工程学院,四川南充 637009;西华师范大学电子信息工程学院,四川南充 637009【正文语种】中文【中图分类】TP302在计算机、通信系统中采用的随机数均为伪随机数[1],由线性反馈移位寄存器[2]所构成的伪随机数发生器是扩频通信系统中的核心。
线性反馈移位寄存器是一种十分有用的时序逻辑结构,其结构简单、速度快,它被广泛应用于可编程分频器、信道编码、CRC(Cyclic Redundancy Check)校验码生成、密码算法实现等多个方面[3-4]。
本文基于FPGA(Field Programmable Gate Array)实现用N级线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register, LFSR)产生伪随机数组。
图1 N级线性反馈移位寄存器结构图图2 n=8,G=18DH,SEED=FFH时的仿真图图3 n=8,G=18DH,SEED=EAH时的仿真图1 设计原理线性反馈移位寄存器是给定前一状态的输出,将该输出的线性函数再用作输入的移位寄存器。
异或运算是最常见的单比特线性函数:对寄存器的某些位进行异或操作后作为输入,再对寄存器中的各比特进行整体移位。
图1是由n个D触发器和若干个异或门组成的线性反馈移位寄存器结构图,其特性由移位寄存器级数(周期长度)、初始状态(各寄存器的初始值)、反馈逻辑(异或逻辑)和时钟周期共同决定[5]。
八位的伪随机数产生的verilog源程序
八位的伪随机数产生的verilog源程序linear-feedback-shift-register下面是一个八位的伪随机数产生的verilog文件，我想够用了。
// DEFINES`timescale 1ns/1ns`define DEL 1 // Clock-to-output delay. Zero// time delays can be confusing// and sometimes cause problems.// These are good tap values for 2 to 32 bits`define TAP2 2’b11`define TAP3 3’b101`define TAP4 4’b1001`define TAP5 5’b10010`define TAP6 6’b100001`define TAP7 7’b1000001`define TAP8 8’b10001110`define TAP9 9’b100001000`define TAP10 10’b1000000100`define TAP11 11’b10000000010`define TAP12 12’b100000101001`define TAP13 13’b1000000001101`define TAP14 14’b10000000010101`define TAP15 15’b100000000000001`define TAP16 16’b1000000000010110`define TAP17 17’b10000000000000100`define TAP18 18’b100000000001000000`define TAP19 19’b1000000000000010011`define TAP20 20’b10000000000000000100`define TAP21 21’b100000000000000000010`define TAP22 22’b1000000000000000000001`define TAP23 23’b10000000000000000010000`define TAP24 24’b100000000000000000001101`define TAP25 25’b1000000000000000000000100`define TAP26 26’b10000000000000000000100011`define TAP27 27’b100000000000000000000010011`define TAP28 28’b1000000000000000000000000100`define TAP29 29’b10000000000000000000000000010`define TAP30 30’b100000000000000000000000101001 `define TAP31 31’b1000000000000000000000000000100 `define TAP32 32’b10000000000000000000000001100010`define BITS 8 // Number of bits in the LFSR`define TAPS `TAP8 // This must be the taps for the // number of bits specified above`define INIT 1 // This can be any non-zero value// for initialization of the LFSR// TOP MODULEmodule random_number(data);// INPUTS//input clk; // Clock//input reset; // Reset// OUTPUTSoutput [`BITS-1:0] data; // LFSR data// INOUTS// SIGNAL DECLARA TIONSreg clk;reg reset;reg [`BITS-1:0] data;// PARAMETERSinitialbeginreset=0;#4 reset=1;#2 reset=0;end// ASSIGN STA TEMENTSinitialclk=0;alwaysclk= #1 ~clk;// MAIN CODE// Look at the rising edge of clock or reset always @(posedge clk or posedge reset) begin if (reset)data <= #`DEL `INIT;else begin// Shift all of the bits leftdata[`BITS-1:1] <= #`DEL data[`BITS-2:0];`ifdef ADD_ZERO // Use this code if data =ial #1000 $finish;endmodule // LFSR。
基于VHDL的m序列伪随机信号发生器设计 精品
成都电子机械高等专科学校毕业设计论文作者姚世刚学号2009111733系部电子与电气工程系专业电子测量技术与仪器题目基于VHDL的m序列伪随机信号发生器的设计指导教师赵茂林评阅教师完成时间：2012年4 月30日毕业设计(论文)中文摘要题目：基于VHDL的m序列发生器的设计摘要：VHDL/CPLD即复杂可编程逻辑器件作为一种大规模集成电路，可根据用户的需要自行构造逻辑功能，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产之中。
几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。
本文介绍了基于CPLD的m序列发生器的设计方法。
关键词：CPLD；MAX+PLUS II；伪随机码；ｍ序列发生器毕业设计(论文)外文摘要Title : M—sequence Generator Based CPLDAbstract: VHDL/CPLD Complex Programmable Logic Device that is, as a large scale integrated circuits can be constructed according to the needs of users on their own logic, enabling large-scale circuit design, it is widely used in product design and prototype production into. Almost all applications of small and medium general-purpose digital integrated circuits may be applied CPLD devices occasions. This article describes the m-sequence generator based on CPLD design method.Key words: CPLD；MAX+PLUS II；Pseudorandom Code；m sequence code Generator目录前言 (6)1课题介绍 (7)1.1为什么研究此课题 (7)1.2伪随机序列的应用与意义 (7)1.3伪随机序列的研究现状 (8)1.4研究内容 (8)2设计中使用芯片及VHDL语言介绍 (9)2.1 CPLD芯片介绍 (9)2.1.1概述 (9)2.1.2 MAX7000特点 (9)2.1.3 EPM7128LC84-7 (11)3 伪随机序列介绍 (12)3.1 伪随机序列理论的发展史 (13)3.2 伪随机序列的构造方法 (13)4 序列信号发生器原理 (14)4.1序列信号发生器的设计 (15)4.1.1反馈移位型序列信号发生器 (15)4.1.2计数型序列码发生器 (18)5 移位寄存器 (20)5.1移位寄存器 (20)5.1.1 寄存器 (20)5.1.2移位寄存器 (21)5.2 线性反馈移位寄存器结构 (22)5.2.1 D触发器 (22)5.2.1.1 D触发器工作原理 (22)5.2.1.2 D触发器真值表 (23)5.2.1.3 特征方程 (23)5.2.1.4 状态转移图 (23)5.2.1.5时序图 (24)5.2.1.6 脉冲特性 (24)5.2.2异或门 (25)5.2.2.1 基本原理 (25)5.2.2.2 异或门逻辑符号 (25)5.2.2.3 逻辑表达式 (25)5.2.2.4 真值表 (25)5.3 线性反馈移位寄存器 (26)5.3.1 什么是反馈移位寄存器 (26)5.3.2 线性反馈移位寄存器 (26)5.3.3 性质 (26)6 伪随机信号 (27)6.1 伪随机信号 (27)6.2 m序列码发生器 (30)7 m序列性质 (33)7.1 均衡性 (33)7.2游程特性 (33)7.3 移位相加性 (33)7.4 相关特性 (33)7.5 伪随机特性 (34)8 序列信号发生器的设计和仿真实现 (35)8.1 m序列生成单元的电路设计 (35)8.1.1 系统组成 (35)8.1.2 程序方框图 (36)8.2 m序列发生器 (36)8.3 VHDL语言实现 (37)8.4 仿真数据及结论 (39)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (43)前言CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。
基于VHDL语言的神经网络激活函数随机运算的实现
(1)
1- p
b) 0 ≤ X ≤ 1,则 X = p
(2)
c) - 1 ≤ X ≤ 1,则 X = 2 p - 1
(3)
图 1 随机化过程 F ig. 1 Ran dom iza tion process
图 1中伪随机序列是具有某种随机特性的确定 序列 ,由移位寄存器产生 , 范围为 [ 0, C ]。输入 X 经 过变化后为 A,与伪随机序列 B 比较后就可以得到 输出 Y。Y中“1”的概率就可以用图中的式子表示 。
第 2期
初丽娟等 : 基于 VHDL 语言的神经网络激活函数随机运算的实现
155
用之间存在着极大的矛盾 , 文献 [ 427 ] 将查表法与 折线法近似结合 , 并对其进行了改进 , 在一定程度 上缓解了上述矛盾 ,但是计算精度不够 。为此 ,陈曦 和王高峰 [ 8 ] 提 出采 用混 合 坐 标 旋 转 数 字 计 算 机 (H yb rid Co rd ic) 算法来计算对数 S型函数的方法 , 并基于现场可编程门阵列 ( FPGA ) 进行了相应的硬 件设计 、优化和实现 。由于结合了查找表 、流水线等 技术 ,所研制的对数 S型函数模块具有高效 、高速 、 精确等优点 。但是 ,所设计的对数 S型函数精度的提 高是以增加迭代次数为代价的 ;夏欣 [ 9 ] 提出了用一 种基于 Co rd ic算法的指数函数 ex 的 FPGA硬件实现 方法 ,此算法易于硬件实现 , 能满足多数情况的要 求 。但是 ,以上的方法均采用传统的代数运算 ,需要 大量的数字资源 ,大大增加了成本和复杂性 。为了 解决硬件实现中的资源问题 , D a Zhang[ 10 ] 基于随 机算法 [ 11 ] 对神经网络风速估计器进行了硬件实 现 ,与传统的风速估计器相比 , 易于实现且节省了 大量的数字资源 。
基于VHDL语言的伪随机码发生器的自动校验制作
第13 卷第3 期2003 年3 月微机发展Microcomputer DevelopmentVol. 13 No. 3Mar. 2003基于VHDL 语言的伪随机码发生器的自动校验制作卢荣德,陈宗海,杨丽(中国科学技术大学自动化系,安徽合肥230027)摘要:对于仿真目标而言,描述一个系统的自校验模型是非常重要的。
文章给出了用VHDL 语言描述的伪随机码发生器自动校验模型的设计。
对于许多限制性模型,校验它们的有效性是十分困难的。
在给出设计中,系统的规格方面是由设计者通过修改的线性实时逻辑来描述输入和输出之间的实时限制和关系。
修改的线性实时逻辑是一个传统逻辑的扩展,能描述各种变量之间的实时关系。
用VHDL 语言描述的模型,基于给出规格上指导测试和仿真,输出的仿真与期望的结果进行比较和评价,从而揭示出规格的误差。
关键词:自校验模型;VHDL 语言描述;修改的线性实时逻辑;伪随机码发生器中图分类号: T P301 .6文献标识码:A 文章编号:1005 - 3751 (2003) 03 - 0025 - 04Automatic Verif ication Making of Pseudo2random Generator Models Based on VHDLL U Rong2de , CHEN Zong2hai , YAN G Li(Dept. of Automation of Univ. of Sci. and Techn. of China , Hefei AH 230027 ,China)Abstract:Veri f ication of models describing a system is very important f or simulation purposes. A scheme f or the automatic veri f ication of pseudo - random generator models described in VHDL has been proposed. For models with many constraints it becomes exceedingly diff i2 cult to verif y their validity. In the proposed schem e the speci f ications f or the system ,i. e. the timing constraints and relations between the inputs and outputs are described by the designer in Modif ied Linear Time Temporal Logic ,which is an extension to traditional logic and can describe timing ralations among variables. Tests and simulations are conducted on the model described in VHDL ,based on the given specif i2 cations. The outputs of the simulations are evaluated and compared with expect ed results ,then gives its errors.Ke y words :verif ication of a models ;describing in VHDL ; modif ied linear time temporal logic ;pseudo2random generator.1 引言伪随机信号近似周期白噪声,结构简单,易于实现,在控制工程、振动工程等研究领域作为系统辨识和模态分析的输入激励信号。
伪随机数发生器
伪随机数发生器程序说明文档——《密码编码学与网络安全》实验六一、基本变量、数据结构、函数说明：注意：基本变量、数据结构、函数说明和实验二DES算法是一样的。
没有任何变化。
1.基本变量定义部分：flag：boolean型变量，用于标识是解密还是加密过程。
2.数据结构定义部分：DT64：int型一维数组，64位的随机时间串。
V64： int型一维数组，64位的种子值。
sum64：int型一维数组，用于存储模二加的中间结果。
R64：int型一维数组，用于存储64位伪随机数。
bytekey：byte型一维数组，用于存储密钥及其子密钥字节流信息。
IP：int型一维数组，静态，用于存储初始置换矩阵。
IP_1：int型一维数组，静态，用于存储初始置换矩阵的逆矩阵。
PC_1：int型一维数组，静态，用于存储置换选择矩阵1。
PC_2：int型一维数组，静态，用于存储置换选择矩阵2。
E：int型一维数组，静态，用于存储扩充置换矩阵。
P：int型一维数组，静态，用于置换函数矩阵。
S_Box：int型三维数组，静态，用于SBox矩阵设置。
LeftMove：int型一维数组，静态，用于设置左移位置列表。
keydata：int型一维数组，用于存储二进制加密密钥。
encryptdata：int型一维数组，用于存储二进制加密数据。
EncryptCode：byte型一维数组，用于存储加密操作完成后的字节数组。
KeyArray：int型二维数组，用于存储密钥初试化后的二维数组。
3.基本函数定义：UnitDes：初始化函数，用于将密钥初始化成字节型数组密钥。
KeyInitialize：用于初始化密钥，生成每一轮的子密钥。
Encrypt：每一轮的加密函数。
ReadDataToBirnaryIntArray：将数据转换为二进制数，存储到数组。
LeftBitMove：循环移位操作函数。
LoopF：落实到每一轮的具体操作函数。
GetEncryptResultOfByteArray：将存储64位二进制数据的数组中的数据转换为八个整数（byte）。
基于VHDL的m序列伪随机信号发生器设计 精品
成都电子机械高等专科学校毕业设计论文作者姚世刚学号2009111733系部电子与电气工程系专业电子测量技术与仪器题目基于VHDL的m序列伪随机信号发生器的设计指导教师赵茂林评阅教师完成时间：2012年4 月30日毕业设计(论文)中文摘要题目：基于VHDL的m序列发生器的设计摘要：VHDL/CPLD即复杂可编程逻辑器件作为一种大规模集成电路，可根据用户的需要自行构造逻辑功能，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产之中。
几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。
本文介绍了基于CPLD的m序列发生器的设计方法。
关键词：CPLD；MAX+PLUS II；伪随机码；ｍ序列发生器毕业设计(论文)外文摘要Title : M—sequence Generator Based CPLDAbstract: VHDL/CPLD Complex Programmable Logic Device that is, as a large scale integrated circuits can be constructed according to the needs of users on their own logic, enabling large-scale circuit design, it is widely used in product design and prototype production into. Almost all applications of small and medium general-purpose digital integrated circuits may be applied CPLD devices occasions. This article describes the m-sequence generator based on CPLD design method.Key words: CPLD；MAX+PLUS II；Pseudorandom Code；m sequence code Generator目录前言 (6)1课题介绍 (7)1.1为什么研究此课题 (7)1.2伪随机序列的应用与意义 (7)1.3伪随机序列的研究现状 (8)1.4研究内容 (8)2设计中使用芯片及VHDL语言介绍 (9)2.1 CPLD芯片介绍 (9)2.1.1概述 (9)2.1.2 MAX7000特点 (9)2.1.3 EPM7128LC84-7 (11)3 伪随机序列介绍 (12)3.1 伪随机序列理论的发展史 (13)3.2 伪随机序列的构造方法 (13)4 序列信号发生器原理 (14)4.1序列信号发生器的设计 (15)4.1.1反馈移位型序列信号发生器 (15)4.1.2计数型序列码发生器 (18)5 移位寄存器 (20)5.1移位寄存器 (20)5.1.1 寄存器 (20)5.1.2移位寄存器 (21)5.2 线性反馈移位寄存器结构 (22)5.2.1 D触发器 (22)5.2.1.1 D触发器工作原理 (22)5.2.1.2 D触发器真值表 (23)5.2.1.3 特征方程 (23)5.2.1.4 状态转移图 (23)5.2.1.5时序图 (24)5.2.1.6 脉冲特性 (24)5.2.2异或门 (25)5.2.2.1 基本原理 (25)5.2.2.2 异或门逻辑符号 (25)5.2.2.3 逻辑表达式 (25)5.2.2.4 真值表 (25)5.3 线性反馈移位寄存器 (26)5.3.1 什么是反馈移位寄存器 (26)5.3.2 线性反馈移位寄存器 (26)5.3.3 性质 (26)6 伪随机信号 (27)6.1 伪随机信号 (27)6.2 m序列码发生器 (30)7 m序列性质 (33)7.1 均衡性 (33)7.2游程特性 (33)7.3 移位相加性 (33)7.4 相关特性 (33)7.5 伪随机特性 (34)8 序列信号发生器的设计和仿真实现 (35)8.1 m序列生成单元的电路设计 (35)8.1.1 系统组成 (35)8.1.2 程序方框图 (36)8.2 m序列发生器 (36)8.3 VHDL语言实现 (37)8.4 仿真数据及结论 (39)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (43)前言CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。
verilog和system verilog产生不重复随机数序列的方法
相信各位设计/验证工程师在写verilog testbench的时候都会需要产生随机数，如果你直接调用系统自带的$random系统函数的话，你会发现每次仿真产生的随机数序列是一样的，这是因为调用随机数系统函数时没有指定随机数种子，系统会直接调用默认的种子，所以每次产生随机数都用了同样的种子，那么随机数序列也就是一样的。
下面提供两种产生每次都不一样的随机数序列的方法：1.在vcs脚本中产生随机种子在vcs脚本中添加：set seed =''set seed =$$$$+ntb_random_seed=$seed \这种方式只需要在bench中用$urandom就可以每次都产生不一样的随机数，如果要配置种子，则使用命令：run +seed=12342.在bench中产生随机种子testbench中加入以下代码：import "DPI-C" function int c_random();initial begin:random_seed_capif($value$plusargs("SEED=%d",seed))begin$display(“use the outside seed”);endelse beginseed = c_random();$display(“the random seed = %d”,seed);endend在bench中使用random_dat=$random(seed)就能产生不重复的随机数序列。
如果需要指定随机数种子，在run命令中加上：+SEED=1234就能指定这次仿真产生的随机数序列是以1234为种子。
文件:“c_random.c”#include<stdlib.h>#include<time.h>#include<unistd.h>#include"svdpi.h"#include"vpi_user.h"#include"veriuser.h"long int c_random(){long int seed;time(&seed);seed=seed*getpid(); srand(seed);return(rand());}。
verilog可综合伪随机数生成算法
verilog可综合伪随机数生成算法随机数在计算机科学中有着广泛的应用，而在硬件设计中，通过使用可综合的伪随机数生成算法，可以实现各种随机性要求。
Verilog 语言作为硬件描述语言，能够方便地实现这样的算法。
本文将介绍一种基于Verilog的可综合伪随机数生成算法。
该算法基于线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR），通过对寄存器进行特定的位移和异或操作来生成伪随机数序列。
我们需要定义一个寄存器，用于存储生成的伪随机数序列。
假设我们需要生成一个16位的伪随机数，那么我们可以定义一个16位的寄存器reg[15:0] rng。
接下来，我们需要确定寄存器中每个位的初始值。
这些初始值可以是任意的，但为了增加随机性，我们可以使用一个较长的种子数（Seed）来初始化寄存器。
假设我们使用的种子数为16'h1234，那么我们可以将该种子数赋值给寄存器rng：rng <= 16'h1234;然后，我们需要确定生成伪随机数序列的规则。
在LFSR算法中，我们通过选取寄存器中的某些位来进行位移和异或操作，从而生成下一个伪随机数。
具体来说，我们可以选择某几个位作为反馈位，然后将这些位进行异或操作，并将结果与寄存器的最低位进行异或操作，得到下一个伪随机数。
假设我们选择寄存器的第0、1、3和5位作为反馈位，那么我们可以使用如下的Verilog代码来实现位移和异或操作：always @(posedge clk) beginrng[0] <= rng[1] ^ rng[3] ^ rng[5] ^ rng[15];rng[1] <= rng[0];rng[2] <= rng[1];// ...rng[15] <= rng[14];end在上述代码中，clk表示时钟信号，posedge表示上升沿触发。
通过这段代码，我们实现了寄存器rng中的位移和异或操作，得到下一个伪随机数。
vhdl 中uniform函数调用举例
VHDL中的uniform函数调用1. 函数的定义在VHDL中，uniform函数是一种用于生成随机数的函数。
它的定义如下：function uniform(seed: in natural; range: in natural) return natural;•seed：表示生成随机数的种子，它是一个自然数。
•range：表示生成随机数的范围，它是一个自然数。
•返回值：生成的随机数，它也是一个自然数。
2. 函数的用途uniform函数用于在VHDL中生成随机数。
在硬件设计中，随机数经常用于测试和验证。
通过生成随机数，可以模拟各种不同的输入情况，以确保设计的正确性和鲁棒性。
3. 函数的工作方式uniform函数是根据给定的种子(seed)和范围(range)生成随机数的。
它使用伪随机数生成算法，根据种子生成一个序列的随机数。
每次调用uniform函数时，它会返回序列中的下一个随机数。
uniform函数的工作方式如下：•首先，根据种子(seed)初始化随机数生成器。
•然后，根据生成器的状态，计算下一个随机数。
•最后，返回生成的随机数。
4. uniform函数调用举例下面是一个使用uniform函数生成随机数的例子：entity RandomNumberGenerator isend entity;architecture Behavioral of RandomNumberGenerator isfunction uniform(seed: in natural; range: in natural) return natural isvariable state: natural := seed;beginstate := (state * 1103515245 + 12345) mod 2**31;return state mod range;end function;signal randomNum: natural;beginprocessbeginrandomNum <= uniform(0, 100);wait for 10 ns;end process;end architecture;在上面的例子中，我们定义了一个实体(RandomNumberGenerator)和架构(Behavioral)。
2N次方广谱伪随机信号发生器及VHDL程序[1]
![2N次方广谱伪随机信号发生器及VHDL程序[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/9c3811d426fff705cc170a1a.png)
目录第一章前言 (1)第二章伪随机信号 (2)2.1 2n伪随机信号简介 (2)第三章伪随机信号的时域分析 (3)第四章伪随机信号发生器的VHDL描述 (8)4.1 用VHDL设计产生双频波 (9)4.2用VHDL设计产生三频波 (9)4.3 主要构思及设计图 (10)4.4 各种波的程序及波形 (14)第五章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第一章前言伪随机信号处理最早是从空间工程和军事等应用中发展起来的，至今已有40多年的历史。
在这些应用中，重点主要集中在寻求某种信号格式以及信号处理技术，以保证信息的完整性，尤其在受到干扰攻击的时候更是如此。
随着数字移动通信系统的发展、对定位系统需求的持续增长以及集成电路集成度的日益提高，伪随机信号处理作为一种可行的技术在民用和商用系统中得到越来越多的应用。
伪随机序列通过设置数学乱源产生,它的伪随机性表现在预先的可确定性、可重复产生与处理,伪随机序列虽然不是真正的随机序列,但是当伪随机序列周期足够长时,伪随机序列具有随机序列的良好统计特性。
伪随机序列广泛应用于密码学、扩频通讯、导航、集成电路的可测性设计等许多重要领域[3]。
比如,密码学中伪随机序列通常被作为密钥,流密码中通过密钥流生成器产生性能优良的密钥流序列,使用该序列加密信息流得到密文序列,所以流密码的安全强度完全决定于密钥流序列的好坏。
扩频通信中伪随机序列作为扩频码,利用伪随机序列码把基带信号的频谱进行扩展,形成相当带宽的低功率谱密度信号进行发射。
使用不同的伪随机序列编码,不同通信用户可以在同一频段、同一时间工作,互不影响或影响极小。
具有良好的伪随机特性的扩频编码对扩频通信及其技术的应用是非常重要的。
基于伪随机序列具有的科学和社会价值, 对伪随机序列已经有了比较深入的研究。
伪随机序列信号在雷达、遥控、遥测、通信加密和无线电测量系统领域有着广泛的应用。
第二章伪随机信号简介2n系列伪随机信号为中国工程院院士何继善发明和命名（He，jishan，1997，何继善，1998）。
基于Verilog HDL的伪随机信号在通信系统仿真中的实现
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m 序列的原理与实现
首先， 伪随机噪声不同于真随机噪声， 它的噪声密度功率谱不是连续的， 是数字分散的， 所以才称为 “伪随机” 。 二进制伪随机序列也属于伪随机噪声， 并且在序列中只有 “0” 和 “1” 两种状态。 二进制伪随机码一般是通过移位寄存器加反馈电路共同完成的。 这种反馈移位寄 存器分为线性反馈和非线性反馈移位寄存器两种。 其中由线性反馈移位寄存器产生的周期最 长的二进制数字序列叫做最大长度线性反馈移位寄存器序列，也叫做 m 序列。m 序列具有 以下几个特性： ① 和随机序列类似的随机性，具有良好的伪随机性。 ② 具有良好的自相关、互相关和部分相关特性，其自相关峰值尖锐，而互相关和部分 相关值趋于零（在下面的篇幅里有推导） ③ 伪随机的数目足够多，可以提供最够多的地址。 ④ 要求的设备简单，易实现。
f ( x) G( x) h( x)
设一个 n 级的移位寄存器的初始状态为：
a1a2 a n
经过 1 次移位后，状态变为
a0 a1 a n1
经过 n 次后，状态为
an1an2 a0
图 2-2 所示 就是这一状态。再移位一次时，移位器左端新得到的输入： an ， 按照途中线路的连接关系，可以写成：
n
次数。 2·
p 2n 1
一个 n 级的线性反馈移位寄存器的相继状态具有周期性。 因为线性移位寄存器的每一个状态完全由前一状态决定。因此，一旦产生一个状
态 R ，若它与前一状态 Q 相同，则状态 R 后之相继状态必定和 Q 值相继状态相同，这 样就具有周期性。又除去全“0”的状态，那么周期即为 p 2 1 。
i 1 i 1
（2-5）
移项整理得到：
(1 ci xi )G( x) ci xi (a1 x i a (i 1) x (i 1) a1 x 1 )
verilog可综合伪随机数生成算法
verilog可综合伪随机数生成算法Verilog可综合伪随机数生成算法引言:在数字电路设计中，经常需要使用伪随机数生成算法来产生随机的测试向量或者模拟随机事件。
Verilog是一种硬件描述语言，可以用于数字电路设计和验证。
本文将介绍一种基于Verilog的可综合伪随机数生成算法。
一、伪随机数生成算法概述伪随机数生成算法是一种通过确定性方法产生看似随机的数列的算法。
在数字电路设计中，常用的伪随机数生成算法有线性反馈移位寄存器(LFSR)和伪随机数发生器(PRG)等。
二、基于Verilog的LFSR算法实现LFSR是一种简单且高效的伪随机数生成算法，其原理是通过移位寄存器和异或门组成的反馈回路来产生伪随机数序列。
以下是一个基于Verilog的LFSR算法实现的示例代码：```verilogmodule lfsr (input wire clk,input wire reset,output wire [7:0] rand_out);reg [7:0] state;always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset)state <= 8'b00000000;else beginstate <= {state[6:0], state[7] ^ state[5]};endendassign rand_out = state;endmodule```在该示例代码中，使用了一个8位的移位寄存器state来存储当前的状态。
每个时钟周期，state的值向左移动一位，并将最高位与第6位异或得到的结果作为新的最低位。
当reset信号为高电平时，将state初始化为全零。
通过输出rand_out信号，我们可以获取到产生的伪随机数。
三、基于Verilog的伪随机数发生器算法实现伪随机数发生器是一种更加复杂的随机数生成算法，它使用了更多的逻辑门和状态变量来实现。
第2章 伪随机数的产生
二、乘同余法产生0-1均匀 乘同余法产生 均匀 分布的伪随机数
例子： 例子：L=6,M=64,A=13,S0=1，可计算得 ， 之间非重复长度达到2 到1~M之间非重复长度达到 4=16的均 之间非重复长度达到 的均 匀分布伪随机序列。 匀分布伪随机序列。 {1,13,41,21,17,29,57,37,33,45,9,53,49,61 ,25,5,1}
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五、C#中随机数的产生 中随机数的产生
实例2 实例2： 产生一个随机数组 int[] int[10]; int[] arr = new int[10]; int i; //初始化数组 //初始化数组 for (i = 0; i < 10; i++) {arr[i] = i;} //随机数 //随机数 Random(); Random ra = new Random(); j---) for (int j = 9; j >=0; j--) { int address = ra.Next(j); int tmp = arr[address]; arr[address] = arr[j]; arr[j] = tmp; }
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二、乘同余法产生0-1均匀 乘同余法产生 均匀 分布的伪随机数
4. 混合同余法 可产生比上述方法更长的服从均匀分布的 随机数序列。 随机数序列。 Sk+1=（ASk+C） mod (M) （ ） 数论理论可证明：对于模数M=2L，当 数论理论可证明：对于模数 A=4k+1（k为正整数）且C、M互质时，可 为正整数） 互质时， （ 为正整数 、 互质时 以获得最长随机数序列长度为2 以获得最长随机数序列长度为 L。
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四、产生其他内部随机数的 逆变法