术语和定义
参考文献
有关文件及软件，请浏览:
//www.xmece.com/configurable-mixed-signal。
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- AN-1200真随机数发生器硬件
作者:Nazar Sliunchenko
介绍
这个应用笔记描述了如何设计数字骰子，一个真正的随机数生成器从1到6。这个装置可以用来代替常用的骰子。它有一个1位7段LED显示屏和两个按钮:“运行”和“前显示”。数字骰子可以由单一的CR-2032电池供电。无开机开关，闲置时功耗低，可忽略不计。
设备结构
该设计由以下模块组成:
熵发电机
熵发生器由四个异步振荡器组成。其中两个是使用延迟(1 MHz和6.5 MHz)的倒闭环LUT构建的。另外两个是GreenPAKOSC1 (2.048 MHz除以3)和OSC2 (25 MHz除以2)。
输入一些异步时钟信号到XNOR门，就足以得到一个不可预知的信号输出(噪声或熵)。但是SLG46826V中的宏单元允许做出更复杂的解决方案。再使用一个振荡器和DFF，我们得到一个完全随机的信号。
线性反馈移位寄存器
3位LFSR由3个dff和1个XNOR门组成。这个块与每个输入时钟产生一个3位伪随机数。在这里，噪声信号不是时钟脉冲，而是进入LFSR的输入，产生一个真正的随机3位数字。
二进制到7段解码器
为了转换LSFR产生的3位随机数，使用了二进制到7段解码器，如图3所示。解码器由3位lut组成。
控制单元
控制单元是设备的一部分，设计用于启动和停止后的3秒周期。两个引脚配置为输入，两个按钮必须从VDD连接到这些引脚。当按下“运行”按钮时，设备会连续产生随机数。按钮一释放，生成就停止，LFSR锁存它的输出。解码器随后驱动一个7段显示。3秒后，数字骰子空闲。设备仍然是通电的，但是因为所有的振荡都已经关闭，所以电流消耗非常低。这允许设备“记住”最后生成的随机数。如果按下“上一步显示”按钮，将显示上次生成的随机数，直到按钮释放为止。因为数字骰子被设计用来代替常规骰子，当“0”或“7”出现时，使用3位LUT12重新启动它。 This ensures the device will generate a random number in the range of 1 to 6.
宏单元设置
对于每个宏单元格，设置参考下表。
|
IN3 |
IN2 |
三机一体 |
IN0 |
2比特LUT0出来 |
2比特LUT1出来 |
2比特LUT2出来 |
2比特LUT3出来 |
3-bit LUT0出来 |
3-bit LUT1出来 |
3-bit LUT2出来 |
3-bit LUT3出来 |
3-bit LUT4出来 |
3-bit LUT5出来 |
3-bit LUT6出来 |
3-bit LUT11出来 |
3-bit LUT12出来 |
4比特LUT0出来 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
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0 |
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1 |
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0 |
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0 |
1 |
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1 |
1 |
0 |
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0 |
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1 |
1 |
1 |
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- |
1 |
|
属性 |
DFFs 10,11,12,13 |
|---|---|
|
多功能模式 |
DFF /锁 |
|
模式 |
DFF |
|
nSET / nRESET选项 |
nRESET |
|
最初的极性 |
低 |
|
Q输出极性 |
Non-Inverted (Q) |
|
属性 |
8位CNT7 / DLY7 (MF) |
|---|---|
|
多功能模式 |
问/海底 |
|
模式 |
一次机会 |
|
计数器数据 |
95 |
|
边选择 |
下降 |
|
在init海底。价值 |
绕过初始 |
|
输出极性 |
Non-inverted(出) |
|
模式信号同步。 |
绕过 |
|
时钟 |
OSC0 / 8 |
|
属性 |
8位CNT7 / DLY7 (MF) |
|---|---|
|
类型 |
过滤器 |
|
输出极性 |
倒(nOUT) |
|
属性 |
8位CNT7 / DLY7 (MF) |
|---|---|
|
模式 |
两个边缘延迟 |
|
延迟值 |
500纳秒 |
|
属性 |
OSC0 |
OSC1 |
OSC2 |
|---|---|---|---|
|
控制销模式 |
力 |
力 |
力 |
|
OSC权力模式 |
自动电源开 |
自动电源开 |
自动电源开 |
|
时间选择器 |
OSC |
OSC |
OSC |
|
“时钟”predivider |
8 |
1 |
2 |
|
OUT0秒除以 |
4 |
3. |
- |
|
'OUT1'秒除以 |
1 |
1 |
- |
|
'OUT'除以秒 |
- |
- |
1 |
|
从延迟 |
- |
- |
启用 |
|
属性 |
引脚3和6 |
引脚13、15至19 |
销20 |
|---|---|---|---|
|
I / O选择 |
数字输入 |
数字输入/输出 |
数字输入/输出 |
|
输入模式 |
数字和施密特触发器 |
数字在没有施密特触发器 |
数字在没有施密特触发器 |
|
输出模式 |
没有一个 |
2 x推挽 |
2 x推挽 |
|
电阻器 |
下拉 |
浮动 |
浮动 |
|
电阻的值 |
100 k |
浮动 |
浮动 |
|
100 uA上拉输入 |
没有一个 |
没有一个 |
禁用 |
结论
数字骰子可以用来代替骰子在赌场或玩任何其他游戏时，骰子是需要的。它有一个熵发生器，当按下“运行”按钮时，它会不断生成3位随机数。只有当按钮被释放时，它才会停止并显示结果，所以人为因素也会影响生成的随机数。四个异步振荡器加上人按按钮的可变性使设备完全和预期的不可预测。