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Verilog设计实例（1）线性反馈移位寄存器（LFSR）
正文 原理 线性反馈移位寄存器（LFSR）的英文全称为：Linear Feedback Shift Register。 register assign TX_D = {1{data_lfsr_r}}; 相关博客链接[3] ---- LFSR代表线性反馈移位寄存器，它是一种在FPGA内部有用的设计。 ） 线性反馈移位寄存器实现为FPGA内部的一系列触发器，这些触发器连接在一起作为移位寄存器。 移位寄存器链的多个抽头用作XOR或XNOR门的输入。然后，此门的输出用作对移位寄存器链开始的反馈，因此用作LFSR中的反馈。例如5bit的LFSR的一种形式： ? 因此，只有一种模式无法使用LFSR表示。当使用XOR门时，该模式全为0，而使用XNOR门作为您的反馈门时全为1。VHDL和Verilog代码创建所需的任何N位宽的LFSR。
2.4K20发布于 2020-06-29 - 来自专栏全栈程序员必看
【Verilog】移位寄存器总结:移位寄存器、算数移位寄存器、线性反馈移位寄存器(LFSR)
一、移位寄存器 module top_module( input clk, input resetn, input in, output out ); reg [3:0] q; else begin q <= { in,q[3:1]};//右移 end end assign out = q[0]; endmodule 二、算数移位寄存器 else begin q <= { 8'b1111_1111,q[63:8]}; end end endcase end end endmodule 三、 线性反馈移位寄存器 其中gn为反馈系数，取值只能为0或1，取为0时表明不存在该反馈之路，取为1时表明存在该反馈之路；这里的反馈系数决定了产生随机数的算法的不同。 组成： 由n级触发器和一些异或门组成。 1、伽罗瓦LFSR（Galois LFSR） 伽罗瓦LFSR是一到多型的LFSR，即最后一个触发器的输出 与抽头序列对应位置触发器前一级触发器的输出 相异或逻辑来驱动多个抽头序列对应位置触发器的输入，如下图所示
4K30编辑于 2022-09-13 - 来自专栏数字IC经典电路设计
线性反馈移位寄存器LFSR（斐波那契LFSR（多到一型）和伽罗瓦LFSR（一到多型）|verilog代码|Testbench|仿真结果）
图片 假如我们将右端的移出的数据置于左端的空位就形成了一个反馈回路。 图片 在现代密码学中存在一种特殊移位寄存器——线性反馈移位寄存器（Feedback Shift Register，FSR）。 对于LFSR随机种子和抽头的选择就十分重要，如果随机种子和抽头发生改变，线性反馈移位寄存器LFSR产生的随机数也会相应改变。 当反馈移位寄存器的反馈函数f(x)是线性时，则称为线性反馈移位寄存器。线性反馈移位寄存器的反馈函数为：对移位寄存器中的某些位进行异或。 将反馈函数得到的计算结果反馈到移位寄存器的最左边，即得到了线性反馈移位寄存器。 除了知道LFSR的工作原理，应当还了解一些重要的基本概念： 状态：一个LFSR当前存储的序列被称为一个状态。 种子：LFSR中的初值，种子必须是非零的。如果为全零的话，下一状态任意做异或也还是为0，则线性反馈移位寄存器的输是无效的。
9.1K70编辑于 2023-05-18 - 来自专栏全栈程序员必看
线性反馈移位寄存器的实现原理_线性移位寄存器序列
1、写出n阶线性反馈移位寄存器的实现过程 2、假设一个GF(2)上的5阶线性反馈移位寄存器的反馈函数为 f(x1,x2,x3,x4,x5)=x1+x5 初始状态为10011，试写出该线性反馈移位寄存器的输出序列 a&1^((a>>4)&1); a=a>>1^(b<<4); } } int main() { int a=0,b; int n; cout<<"请输入线性移位寄存器的阶数
56730编辑于 2022-11-15 - 来自专栏数字IC经典电路设计
九种移位寄存器原理与设计（循环（左、右、双向）移位寄存器、逻辑和算术移位寄存器、串并转换移位寄存器、线性反馈移位寄存器LFSR）
#100 din =8'b10101010; #100 din =8'b11111111; #200 $finsh; end endmodule 4.2.4 仿真结果 图片 图片 五、线性反馈移位寄存器 LFSR 此处更详细可以参考线性反馈移位寄存器LFSR（斐波那契LFSR（多到一型）和伽罗瓦LFSR（一到多型）|verilog代码|Testbench|仿真结果） 5.1 斐波那契LFSR 5.1.1 -110-100-001-010-101-011-111 5.1.2 verilog代码 //三级斐波那契LFSR设计 //反馈多项式为 f(x)=x^3 + x^2 +1 module lfsr_fibonacci 线性反馈移位寄存器LFSR：简易的LFSR包括种子可抽头的设计，种子通过赋初值实现，抽头设计只要通过拼接运算符和XOR实现。 此处更详细可以参考线性反馈移位寄存器LFSR（斐波那契LFSR（多到一型）和伽罗瓦LFSR（一到多型）|verilog代码|Testbench|仿真结果）LFSR广泛应用于伪随机数生成、伪噪声序列生成、
18.4K20编辑于 2023-05-25 - 来自专栏TechBlog
m 序列(最长线性反馈移位寄存器序列)详解
m 序列 (最长线性反馈移位寄存器序列) 线性反馈移位寄存器的特征多项式 线性反馈移位寄存器的递推关系式 递推关系式又称为反馈逻辑函数或递推方程。 设图2所示的线性反馈移位 寄存器的初始状态为 (a_{0} a_{1} \ldots a_{n-2} a_{n-1}) , 经一次移位线性反馈, 移位寄存器 左端第一级的输入为 a_{n}=c_ 线性反馈移位寄存器的特征多项式 用多项式 f(x) 来描述线性反馈移位寄存器的反馈连接状态: f(x)=c_{0}+c_{1} x+\cdots+c_{n} x^{n}=\sum_{i=0}^{n} 一个 n 级线性反馈移位寄存器能产生 m 序列的充要条件是它的特征 多项式为一个 n 次本原多项式。 m序列产生器 用线性反馈移位寄存器构成 m 序列产生器, 关键是由特征多项式 f(x) 来确定反馈 线的状态, 而且特征多项式 f(x) 必须是本原多项式。
2.6K20编辑于 2023-06-27 - 来自专栏FPGA开源工作室
基于FPGA的伪随机序列发生器设计
基于FPGA的伪随机序列发生器设计 1 基本概念与应用 1）LFSR:线性反馈移位寄存器（linear feedback shift register, LFSR）是指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 伪随机序列通常由反馈移位寄存器产生，又可分为线性反馈移位寄存器和非线性反馈移位寄存器两类。 由线性反馈移位寄存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移位寄存器，即为通常说的m序列，因其理论成熟，实现简单，应用较为广泛。下面介绍m序列的产生原理。 在二进制多级移位寄存器中，若线性反馈移位寄存器（LFSR）有n 阶（即有n级寄存器），则所能产生的最大长度的码序列为2n-1位。 要使移位寄存器产生确定的值，必须置其初值并允许时钟电路产生移位时钟。 ? 线性反馈移位寄存器产生m序列 在图中给出一个一般的线性反馈移位寄存器的组成。图中一级移存器的状态用表示，=0或1，i=整数。
4.2K30发布于 2020-07-03 - 来自专栏FPGA探索者
扭环形计数器、环形计数器、m 序列线性反馈移位寄存器、ZC 序列
移位寄存器由 8 级触发器组成，用它构成的扭环形计数器具有______种有效状态；用它构成的环形计数器具有______种有效状态，构成线性反馈移位寄存器具有______种有效状态。 译码不存在竞争冒险，在n（n≥3）位计数器中，使用2n个状态，有2^n-2n个状态未使用； （2）环形计数器，正常工作时所有触发器中只有一个是1（或0）状态，计n个数需要n个触发器，状态利用率低； （3）n个寄存器的线性反馈移位寄存器 LFSR可以产生的最长的随机序列是2^n−1长度(即m序列)。 LFSR常被用来生成m序列，也可产生和校验 CRC。 CRC 的可以参考：FPGA手撕代码——CRC校验码的多种Verilog实现方式 移位计数器 ? ? ? ? ? ? ? 通信相关扩展 ?
2.1K30发布于 2021-05-26 - 来自专栏FPGA技术江湖
学习笔记 | 基于FPGA的伪随机数发生器（附代码）
2 设计原理 本次设计采用线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）来实现伪随机数发生器。 线性反馈移位寄存器是指，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。 线性反馈移位寄存器通常由动态或静态主从型触发器构成。反馈回路由异或门构成。其特性通常由一个特征多项式表征。LFSR结构如下图所示： ? 图1 LFSR结构示意图 对应的特征多项式为： ? 利用LFSR生成伪随机数，需要给它一个随机种子（seed），由于它是由N个触发器和异或门组成，所以种子不能给全0，如果给的全0，将会陷入0的死循环一直出不来，就得不到我们想要的伪随机数，在设计时，我们可以给一个任意不为 基于以上原理，我们使用本原多项式x^32+x^7+x^5+x^3+x^2+x+1来构造最大周期的LFSR。 3 架构设计 设计架构如下图： ?
2.6K20发布于 2020-12-30 [SWPUCTF 2024 秋季新生赛]Bury the Light WP
(R, R1_mask) R2_NEW, _ = lfsr(R, R2_mask) R3_NEW, _ = lfsr(R, R3_mask) R4_NEW, _ = lfsr(R, R4 175840838278158851471916948124781906887mask4 = 270726596087586267913580004170375666103定义掩码：这四个变量 mask1、mask2、mask3 和 mask4 是常数整数，用作线性反馈移位寄存器 函数，该函数执行LFSR（线性反馈移位寄存器）操作的一次迭代：R_bin 和 mask_bin 分别是 R 和 mask 的二进制位列表，填充为128位。 （线性反馈移位寄存器）生成了伪随机序列。 思路：从LFSR生成的伪随机序列 out 中提取约束条件，将其转换为线性方程组，最终推导出加密密钥 key。
53000编辑于 2024-10-30- 来自专栏FPGA技术江湖
精选：基于FIR滤波器的带限白噪声的设计
本项目将通过线性反馈移位寄存器和FIR滤波器完成。 首先通过matlab中wgn函数生成高斯白噪声，并将生成的噪声数据存入到rom中，然后通过LFSR产生m序列伪随机码作为rom地址对噪声数据进行读取增加其随机性，最后将输出的随机噪声通过FIR滤波器得到带限白噪声 三、 线性反馈移位寄存器（LFSR） 伪随机码的性能指标直接影响产生白噪声的随机性。本设计采用xilinx提供的LFSR IP核来实现。 LFSR可以通过如图方式进行配置，可选择输出的数据类型、位宽、小数位等。
29410编辑于 2025-09-11 - 来自专栏用户7494468的专栏
Verilog设计实例（2）一步一步实现一个多功能通用计数器
正文 多功能计数器，英文名为：多功能计数器；所谓多功能，这里包括二进制计数，格雷码计数以及线性反馈移位寄存器（LFSR）三种，本文通过从普通的计数器开始，也就是单个功能的计数器开始，一步一步过渡到多功能计数器 作为对以下相关博文的延伸练习：Verilog设计实例（1）线性反馈移位寄存器（LFSR）[3]FPGA设计心得（8）Verilog中的编译预处理语句[4] 普通的二进制计数器 这个作为开头，不必多说，计数就完事了 LFSR 这个请参考上篇博文，单独做了一篇博客：Verilog设计实例（1）线性反馈移位寄存器（LFSR）[6] 为了方便不跳转另外一个链接，这里给出设计： 电路设计 `timescale 1ns / blog.csdn.net/reborn_lee/category_10063115.html [2] 博客首页: https://blog.csdn.net/Reborn_Lee [3] Verilog设计实例（1）线性反馈移位寄存器 rank_blog_default-1-101528547.pc_v2_rank_blog_default&utm_term=%E6%A0%BC%E9%9B%B7am [6] Verilog设计实例（1）线性反馈移位寄存器
1.6K20发布于 2020-06-29 - 来自专栏FPGA技术江湖
FPGA项目开发：基于FPGA的伪随机数发生器（附代码）
二、设计原理 本次设计采用线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）来实现伪随机数发生器。 线性反馈移位寄存器是指，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。 线性反馈移位寄存器通常由动态或静态主从型触发器构成。反馈回路由异或门构成。其特性通常由一个特征多项式表征。 LFSR结构如下图所示： 图1 LFSR结构示意图 对应的特征多项式为： Gm为多项式的系数，而多项式系数只能为1或0。 基于以上原理，我们使用本原多项式x^32+x^7+x^5+x^3+x^2+x+1来构造最大周期的LFSR。
1.5K20发布于 2021-04-16 - 来自专栏FPGA技术江湖
FPGA项目开发：基于FIR滤波器的带限白噪声的设计
本项目将通过线性反馈移位寄存器和FIR滤波器完成。 首先通过matlab中wgn函数生成高斯白噪声，并将生成的噪声数据存入到rom中，然后通过LFSR产生m序列伪随机码作为rom地址对噪声数据进行读取增加其随机性，最后将输出的随机噪声通过FIR滤波器得到带限白噪声 三、 线性反馈移位寄存器（LFSR） 伪随机码的性能指标直接影响产生白噪声的随机性。本设计采用xilinx提供的LFSR IP核来实现。 LFSR可以通过如图方式进行配置，可选择输出的数据类型、位宽、小数位等。
1.8K20发布于 2021-04-16 - 来自专栏数字积木
HDLBits：在线学习 Verilog （二十二 · Problem 105 - 109）
逻辑移位寄存器和算术左移移位寄存器没有区别。 load ：置位信号。 牛刀小试 线性反馈移位寄存器(LFSR)是通常带有几个XOR门来产生下一状态的移位寄存器。 Galois LFSR是一个特殊的移位寄存器。其中带有"tap"位的位置与输出位XOR产生下一个值没有"tap"位标志的正常移位。如果"tap"位置经过仔细选择后，LFSR将设置为最大长度。 再重复之前LFSR的最大长度为2^n-1 下图所示LFSR为在位置5和位置3包含"tap"位的5-bit最大长度LFSR。开始为位置1，输入为0。 ? 设计如上图所示LFSR，复位信号使LFSR复位为1. module top_module( input clk, input reset, // Active-high synchronous
89610发布于 2021-04-15 - 来自专栏FPGA技术江湖
美女程序媛：基于FIR滤波器的带限白噪声的设计
本项目将通过线性反馈移位寄存器和FIR滤波器完成。 首先通过matlab中wgn函数生成高斯白噪声，并将生成的噪声数据存入到rom中，然后通过LFSR产生m序列伪随机码作为rom地址对噪声数据进行读取增加其随机性，最后将输出的随机噪声通过FIR滤波器得到带限白噪声 三、 线性反馈移位寄存器（LFSR） 伪随机码的性能指标直接影响产生白噪声的随机性。本设计采用xilinx提供的LFSR IP核来实现。 ? ? LFSR可以通过如图方式进行配置，可选择输出的数据类型、位宽、小数位等。
1.6K20发布于 2020-12-29 - 来自专栏数字IC经典电路设计
七种常见计数器总结（格雷码计数器、环形计数器、约翰逊计数器、FLSR、简易时分秒数字秒表等|verilog代码|Testbench|仿真结果）
快速导航链接如下： 个人主页链接 1.数字分频器设计 2.序列检测器设计 3.序列发生器设计 4.序列模三检测器设计 5.奇偶校验器设计 6.自然二进制数与格雷码转换 7.线性反馈移位寄存器LFSR 8 rst_n = 1; #5 rst_n = 0; #5 rst_n = 1; #100 $finsh; end endmodule 4.4 仿真结果 图片 五、线性反馈移位寄存器 LFSR计数器 --- 此处更详细可以参考线性反馈移位寄存器LFSR（斐波那契LFSR（多到一型）和伽罗瓦LFSR（一到多型）|verilog代码|Testbench|仿真结果）。 移位寄存器类计数器：包括环形计数器、扭环形计数器（又称约翰逊计数器）、LFSR计数器，三种都可归结于由寄存器与一个反馈回路组成，只不过对于环形计数器，没有反馈回路；对于扭环形计数器，反馈回路只是将最低位取反 ，作为最高位的输入；而LFSR的反馈回路比较复杂，对于不同的位数，由不同的生成多项式指定。
7.8K80编辑于 2023-05-30 - 来自专栏FPGA技术江湖
FPGA设计中，产生LFSR伪随机数
今天给大侠带来在FPGA设计中，产生LFSR伪随机数，话不多说，上货。 二、由LFSR引出的产生方法 产生伪随机数的方法最常见的是利用一种线性反馈移位寄存器(LFSR)，它是由n个D触发器和若干个异或门组成的，如下图： ? 其中，gn为反馈系数，取值只能为0或1，取为0时表明不存在该反馈之路，取为1时表明存在该反馈之路，n个D触发器最多可以提供2^n-1个状态(不包括全0的状态)。 下面以n=3，g0=1，g1=1,g2=0,g3=1为例，说明LFSR的特性，具有该参数的LFSR结构如下图： ? 三、verilog实现 基于以上原理，下面用verilog产生一个n=8，反馈系数为g0g1g2g3g4g5g6g7g8=101110001的伪随机数发生器，它共有2^8=255个状态，该LFSR的结构如下
1.7K10发布于 2020-12-30 - 来自专栏FPGA技术江湖
FPGA产生基于LFSR的伪随机数
上一篇《基于FPGA 的CRC校验码生成器》文中，提到了“要实现这一过程，仍然需要LFSR电路，在这补一篇《FPGA产生基于LFSR的伪随机数》，欢迎大家交流学习。话不多说，上货。 2、由LFSR引出的产生方法 产生伪随机数的方法最常见的是利用一种线性反馈移位寄存器(LFSR),它是由n个D触发器和若干个异或门组成的，如下图： ? 其中，gn为反馈系数，取值只能为0或1，取为0时表明不存在该反馈之路，取为1时表明存在该反馈之路；n个D触发器最多可以提供2^n-1个状态(不包括全0的状态)，为了保证这些状态没有重复，gn的选择必须满足一定的条件 下面以n=3，g0=1，g1=1,g2=0,g3=1为例，说明LFSR的特性，具有该参数的LFSR结构如下图： ? 1,否则哪来的反馈？
1K20发布于 2020-12-29 - 来自专栏OpenFPGA
HDLBits: 在线学习 SystemVerilog（十七）-Problem 106-114（移位寄存器）
Problem 109-Lfsr5 题目说明 线性反馈移位寄存器(LFSR)是一种移位寄存器，通常带有几个异或门（XOR）来产生移位寄存器的下一个状态。 Galois LFSR 是一种特殊的排列方式，其中带有“抽头（tap）”的位位置与输出位进行异或以产生其下一个值，而没有抽头移位的位位置。如果仔细选择抽头位置，则可以将 LFSR 设为“最大长度”。 n 位的最大长度 LFSR 在重复之前循环通过 2^n -1 个状态（永远不会达到全零状态）。 下图显示了一个 5 位最大长度的 Galois LFSR，在位置 5 和 3 处有抽头。 图片来自HDLBits 构建这个 LFSR。复位将 LFSR 重置为 1 。 Problem 111-Lfsr32 题目说明 参考109题中的 5bit LFSR，实现一个 32bit LFSR， 抽头点为32,22,2,1。
1.1K20编辑于 2023-02-14
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