目录

  • 一、概述
  • 二、原理
  • 三、Verilog实现

一、概述

线性反馈移位寄存器（LFSR）的英文全称为：Linear Feedback Shift Register
是移位寄存器的一种，通常用于在数字电路中产生伪随机数
通过一定的算法对事先选定的随机种子(seed)做一定的运算（选取哪些位置 用于移位，是需要进行预先设计好的）可以得到一组人工生成的周期序列，在这组序列中以相同的概率选取其中一个数字，该数字称作伪随机数。
这里的“伪”的含义是，由于该随机数是按照一定算法模拟产生的，其结果是确定的，是可见的，因此并不是真正的随机数。伪随机数的选择是从随机种子开始的，所以为了保证每次得到的伪随机数都足够地“随机”，随机种子的选择就显得非常重要，如果随机种子一样，那么同一个随机数发生器产生的随机数也会一样。

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。 LFSR易于合成，这意味着它们占用的资源相对较少，并且可以在FPGA内部以很高的时钟速率运行。 使用LFSR可以使许多应用受益，包括：

计数器（Counters）
测试码型发生器（Test Pattern Generators）
数据加扰（Data Scrambling）
密码学（Cryptography）

二、原理

  1. 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。 影响下一个状态的比特位叫做抽头，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。

  2. 运行LFSR时，由各个触发器生成的模式是伪随机的，这意味着它接近随机。 它不是完全随机的，因为从LFSR模式的任何状态，您都可以预测下一个状态。 有一些重要的移位寄存器属性需要注意：

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