bpc-los_09 - Posuv. registry, VHDL-implementace sekv. obvodů
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
posloupnost maximální délky.
Obvody XOR ve zpětné vazbě představují defakto generátor liché parity. Jediná
kombinace která na výstupu chybí jsou samé nuly, neboť při této kombinaci
výstupu, obvod zůstává ve stejném stavu. Proto je
nutné nastavit počáteční stav
na libovolnou jinou nenulovou hodnotu.
Q[0]
Q[n-1]
0
1
SD
CLK
sLOAD
sData
pLOAD
pData[0]
pData[n-1]
=1
Registry se zpětnou vazbou - lineární čítač
Ve zpětné vazbě může být zapojen i složitější kombinační obvod. Využívanou
variantou kombinačního obvodu je zapojení se členy XOR (nonekvivalence).
Takové zapojení se nazývá tzv.
lineární čítač (Linear-feedback shift register LFSR).
Platí pravidlo, že pro libovolnou délku lze nalézt alespoň jednu kombinaci
"odboček" do funkce XOR tak, že posloupnost kombinací výstupů je dlouhá 2N-1.
Je to tzv.
posloupnost maximální délky.
Obvody XOR ve zpětné vazbě představují defakto generátor liché parity. Jediná
kombinace která na výstupu chybí jsou samé nuly, neboť při této kombinaci
výstupu, obvod zůstává ve stejném stavu. Proto je
nutné nastavit počáteční stav
na libovolnou jinou nenulovou hodnotu.
Q[0]
Q[n-1]
0
1
SD
CLK
sLOAD
sData
pLOAD
pData[0]
pData[n-1]
=1
Registry se zpětnou vazbou - lineární čítač
Využití pro generátory
pseudonáhodných
čísel.
Zpětné odbočky od jednotlivých bitů (bit taps) mohou být definovány
tzv. polynomem ve tvaru:
Linear-feedback shift register - LFSR
xn−1 + xn−2 + … + x1 + 1
Volbou vhodných zpětných odboček (bit taps) od jednotlivých bitů
definujeme sekvenci výstupních hodnot a periodu jednotlivých LFSR.
Je využíván v kryptografii jako tzv. proudová šifra. Což je typ symetrické
šifry, kde vstupní datový tok je kombinován (typicky pomocí funkce
XOR) s pseudonáhodným proudem bitů (keystream) vytvořeným z
šifrovacího klíče a šifrovacího algoritmu.
Další využití v protokolech: GSM, Ethernet, USB, SATA, PCI-X,
Bluetooth, DVB-T.
Existují dvě základní konstrukce LFSR:
• Fibonacci LFSR,
• Gallois LFSR.
Linear-feedback shift register - LFSR
x15 + x13 + x12 + x10 + 1
Příklad realizace Fibonacciho LFSR (standard, many-to-one, external XOR):
0x8735 ➞ 0x0E6A
15
=1
13 12
10
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
output
Linear-feedback shift register - LFSR
x15 + x13 + x12 + x10 + 1
Příklad realizace Fibonacciho LFSR (standard, many-to-one, external XOR):
Příklad realizace Galois LFSR (modular, one-to-many, internal XORs):
x15 + x13 + x12 + x10 + 1