一种灵活的基于FPGA查找表的优化随机数生成方法技术

技术编号:45748749 阅读:8 留言:0更新日期:2025-07-08 21:41
本发明专利技术提出一种灵活的基于FPGA查找表的优化随机数生成方法,属于随机数硬件生成技术领域。所述方法基于硬件FPGA来实现灵活查找表V‑LUT随机数生成器,包括:获取灵活查找表V‑LUT随机数生成器的参数,参数用于确定随机数生成器的周期长度和资源使用量;使用灵活查找表V‑LUT状态转移矩阵生成程序来创建状态转移矩阵;将状态转移矩阵转化为Verilog代码,以实现对应的FPGA电路;通过优化灵活查找表V‑LUT随机数生成器的参数,对FPGA电路进行配置;对灵活查找表V‑LUT随机数生成器生成的随机数进行质量测试。本发明专利技术允许随机数发生器更好地利用FPGA的硬件特性,从而提高随机数生成的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于随机数硬件生成,尤其涉及一种灵活的基于fpga查找表的优化随机数生成方法。


技术介绍

1、随机数生成算法可以基于软件和硬件两种方法,由于基于软件的生成方法效率较低,因此目前许多原本为软件架构设计的随机数发生器已经开始被移植到fpga上来加速运算。例如,结合型tausworthe软件随机数发生器利用字级移位、异或(xor)和and操作构造具有不同周期的简单递归,然后通过xor运算将这些递归结合,从而产生周期更长的随机数发生器。梅森旋转器使用与结合型tausworthe相同的字级运算符,并结合基于ram的队列,创建一个具有相当好的等分布性和极长周期的软件随机数发生器。所有这些软件随机数发生器均以字级指令为设计思路,因此在每生成比特所消耗的资源方面往往效率低下。而基于fpga优化的随机数生成算法相比与基于软件的更节省资源,因为它们可以利用位运算和fpga特有的功能来简化计算。

2、基于fpga查找表的随机数生成算法目前主要有查找表优化随机数生成算法(lut-opt)、查找表先进先出队列生成算法(lut-fifo)、查找表移位寄存器生成算本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种灵活的基于FPGA查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,所述方法基于硬件FPGA来实现灵活查找表V-LUT随机数生成器,具体包括:

2.根据权利要求1所述的一种灵活的基于FPGA查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,在步骤S1中,所述参数包括矩阵维度d、移位寄存器长度k、随机位数r、查找表最大输入数量t。

3.根据权利要求2所述的一种灵活的基于FPGA查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,在步骤S2中,基于所述参数,由灵活查找表V-LUT状态转移矩阵生成程序随机生成若干矩阵,并从中选出符合要求的本原矩阵T作为所述状态转移矩阵。p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种灵活的基于fpga查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,所述方法基于硬件fpga来实现灵活查找表v-lut随机数生成器,具体包括:

2.根据权利要求1所述的一种灵活的基于fpga查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,在步骤s1中,所述参数包括矩阵维度d、移位寄存器长度k、随机位数r、查找表最大输入数量t。

3.根据权利要求2所述的一种灵活的基于fpga查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,在步骤s2中,基于所述参数,由灵活查找表v-lut状态转移矩阵生成程序随机生成若干矩阵,并从中选出符合要求的本原矩阵t作为所述状态转移矩阵。

4.根据权利要求3所述的一种灵活的基于fpga查找表的优化随机数生成方法,其特征在于,在步骤s3中,对于一个随机位数为r、矩阵维度为d的灵活查找表v-lut随机数发生器,其状态转移矩阵分为:i、a1、a2及其他部分;i表示大小为d-r的单位矩阵,a1、a2为子矩阵,用于确定连接到fpga多位xor门的特定位,a1的维度为r×r,a2的维度为r×k,其他部分均为0。

5.根据权利要求4所述的一种灵活的基于fpga查找表的优...

【专利技术属性】
技术研发人员:马庆力温昕澄何宗武路后兵宋常建唐世彪王锴吴彦华朱然刚
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:

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