内容

1术语和定义

2引用

3介绍

4设备架构

4.1熵发电机

4.2线性反馈移位寄存器

4.3二进制7-Segment解码器

4.4控制单元

4.5宏单元设置

5的结论

术语和定义

DFFd型触发器

领导发光二极管

LFSR线性反馈移位寄存器

附近地区查找表

引用

介绍

本应用笔记描述如何设计数字骰子,一个真正的随机数生成器从1到6。这个设备可以使用,而不是常用的骰子。它有一个1-digit 7-segment LED显示屏和两个按钮:“运行”和“显示之前”。数字骰子可以从一个cr - 2032动力电池。它没有接通电源的开关由于空闲时可以忽略低功耗。

图1:数字骰子示意图

设备结构

图2:GreenPAK6设计师项目

设计包括以下模块:

熵发电机

熵生成器建立四个异步振荡。两个都使用一个反向闭环附近地区与延迟(1兆赫和6.5 MHz)。另外两个是GreenPAK的OSC1(2.048兆赫和除以3)和OSC2(25兆赫除以2)。

输入几个异步时钟信号XNOR门就足以让一个不可预测的信号输出(噪声或熵)。但SLG46826V中的宏单元允许做更复杂的解决方案。使用一个振荡器和DFF我们得到一个完全随机信号。

图3:熵生成器

线性反馈移位寄存器

的3-bit LFSR是使用三个DFFs和一个XNOR门。这个街区与每个输入时钟生成一个3-bit伪随机数。在这里,而不是一个时钟脉冲,噪音信号进入LFSR的输入,产生一个真正的随机3-bit号码。

图4:LFSR

二进制,7-Segment译码器

为了把3-bit LSFR生成的随机数,7-segment的二进制译码器,如图3所示。解码器是3-bit造的附近地区。

图5:二进制7段译码器

控制单元

设备的控制单元是用来启动和停止后3秒钟。两个引脚被配置为输入和两个按钮必须从VDD销连接。“运行”按钮被按下,设备不断生成随机数。按钮被释放之后,一代停止和LFSR锁存输出。译码器随后开7-segment显示。后3秒内,数字骰子闲置。设备仍然是动力,但因为所有振荡已经关闭,当前的消费是极低的。这允许设备“记住”最后生成的随机数。如果按钮被按下“显示之前”,最后生成的随机数将显示在按钮发布之前。因为数字骰子旨在取代通常的骰子,这个3-bit LUT12用于重新启动它当“0”或“7”发生。 This ensures the device will generate a random number in the range of 1 to 6.

图6:控制单元

宏单元设置

对于每一个宏单元,设置参考下面的表。

表1。附近地区设置

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
0	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1
0	0	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	1	1	1	0	0
0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	1	1	1	0	1	0	0
0	0	1	1	1	1	0	1	1	0	1	0	1	1	1	1	0	1
0	1	0	0	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	0	1	1	0	0	1	1	1	0	0
0	1	0	1	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	1	1	1	0	1	0	1	1	0	1
0	1	1	0	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	1	1	1	1	1	0	1	1	0	1
0	1	1	1	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0
1	0	0	0	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	0
1	0	0	1	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	1
1	0	1	0	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	1
1	0	1	1	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	0
1	1	0	0	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	1
1	1	0	1	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	0
1	1	1	0	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	0
1	1	1	1	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	1

表2:DFF设置

属性	DFFs 10、11、12、13所示
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)

表3:问/海底设置

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年
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

表4:过滤器设置

属性	8位CNT7 / DLY7 (MF)
类型	过滤器
输出极性	倒(nOUT)

表5:P海底设置

属性	8位CNT7 / DLY7 (MF)
模式	两个边缘延迟
延迟值	500纳秒

表6:OSC设置

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第二分压器	4	3	- - - - - -
着干活的第二分压器	1	1	- - - - - -
“出”第二分压器	- - - - - -	- - - - - -	1
从延迟	- - - - - -	- - - - - -	启用

表7:销设置

属性	针3和6	针13日15 - 19所示	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	数字与施密特触发器	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
输入100 uA引体向上	没有一个	没有一个	禁用

结论

数字骰子可以用作替代通常的骰子在赌场或玩其他游戏骰子是必要的。它有一个生成器,熵是不断生成3-bit随机数而按钮被按下“运行”。它停止并显示结果只有当按钮被释放,因此,人的因素也会影响生成的随机数。四个异步振荡与人类一起按钮推动变化使设备完全和合意地不可预测的。

一个数字骰子- cm - 292