如何在FPGA中生成伪随机数？

Question

如何在FPGA中生成伪随机数？

Answer 1

这已经被涵盖了（我会选择 LFSR）：
Spartan-3E 上的随机数生成

Answer 2

Xilinx 有一篇关于在 FPGA 中高效生成伪随机数序列的优秀应用说明。 它是XAPP052。

Answer 3

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 线性反馈移位注册方法。

它只使用异或和移位，因此在硬件中实现非常简单。

Answer 4

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;

Answer 5

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。

它针对初始状态和输出宽度进行参数化。 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

如果您需要的话，该项目还包含参数化 LFSR 模块。