DIY digitaalsed täringud: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Selles juhendis kirjeldatakse, kuidas kujundada digitaalseid täringuid, mis on tõeline juhuslike arvude generaator vahemikus 1 kuni 6. Seda seadet saab kasutada tavapäraselt kasutatavate täringute asemel. Sellel on 1-kohaline 7-segmendiline LED-ekraan ja kaks nuppu: "Run" ja "Display Previous". Digitaalseid täringuid saab toita ühest CR2032 patareist. Sellel ei ole sisselülituslülitit tühikäigul tühise energiatarbimise tõttu.

Allpool kirjeldasime samme, mida on vaja mõista, kuidas GreenPAK kiip on programmeeritud digitaalsete täringute loomiseks. Kui aga soovite lihtsalt programmeerimise tulemust saada, laadige GreenPAKi tarkvara alla, et vaadata juba valminud GreenPAK disainifaili. Ühendage GreenPAK -i arenduskomplekt arvutiga ja klõpsake programmi, et luua kohandatud IC digitaalse täringu juhtimiseks.

Samm: seadme arhitektuur

Disain koosneb järgmistest plokkidest:

• Entroopia generaator
• Lineaarse tagasiside nihkeregister
• Binaarne kuni 7-segmendiline dekooder
• Juhtseade
• Macrocelli seaded

Samm: entroopia generaator

Entroopia generaator on ehitatud neljast asünkroonsest ostsillaatorist. Kaks neist on ehitatud ümberpööratud suletud ahelaga LUT-ga, millel on viivitus (1 MHz ja 6,5 MHz). Kaks teist on GreenPAKi OSC1 (2,048 MHz koos jagamisega 3 -ga) ja OSC2 (25 MHz jagatud 2 -ga).

Mõne asünkroonse kella signaali sisestamisest XNOR -i väravasse piisab, et saada väljundisse ettearvamatu signaal (müra või entroopia). Kuid SLG46826V makrorakud võimaldavad teha veelgi keerulisemaid lahendusi. Kasutades veel üht ostsillaatorit ja DFF -i, saame täiesti juhusliku signaali.

3. samm: lineaarse tagasiside nihkeregister

3-bitine LFSR on ehitatud kolme DFF-i ja ühe XNOR-värava abil. See plokk koos iga sisendkellaga genereerib 3-bitise pseudo-juhusliku arvu. Siin läheb kellaimpulsi asemel mürasignaal LFSR sisendisse, genereerides tõelise juhusliku 3-bitise arvu.

4. samm: binaarne kuni 7-segmendiline dekooder

LSFR-i genereeritud 3-bitise juhusliku arvu teisendamiseks kasutatakse binaarset 7-segmendilist dekoodrit, vt joonis 3. Dekooder on ehitatud 3-bitistest LUT-idest.

Samm: juhtseade

Juhtseade on seadme osa, mis on ette nähtud selle käivitamiseks ja peatamiseks pärast 3-sekundilist perioodi. Kaks tihvti on konfigureeritud sisenditeks ja kaks nuppu tuleb ühendada VDD -st nende tihvtidega. Nupu "Käivita" vajutamise ajal genereerib seade pidevalt juhuslikke numbreid. Kohe pärast nupu vabastamist peatub genereerimine ja LFSR lukustab oma väljundid. Dekooder juhib seejärel 7-segmendilist ekraani. Pärast 3 -sekundilist perioodi läheb Digital Dice jõude. Seade on endiselt sisse lülitatud, kuid kuna kõik võnkumised on välja lülitatud, on voolutarve äärmiselt väike. See võimaldab seadmel "mäletada" viimati loodud juhuslikku numbrit. Kui vajutate nuppu "Kuva eelmine", kuvatakse viimati loodud juhuslik number, kuni nupp vabastatakse. Kuna Digital Dice on mõeldud tavaliste täringute asendamiseks, kasutatakse 3-bitist LUT12 selle taaskäivitamiseks, kui ilmub "0" või "7". See tagab, et seade genereerib juhusliku arvu vahemikus 1 kuni 6.

Samm 6: Macrocelli seaded

Iga makrorakke käsitlevad seaded ülaltoodud tabelites.

Järeldused

Digitaalset täringut saab kasutada tavaliste täringute asendajana kasiinodes või muude mängude mängimisel, kus on vaja täringuid. Sellel on entroopia generaator, mis genereerib pidevalt 3-bitiseid juhuslikke numbreid, samal ajal kui nuppu "Käivita" vajutatakse. See peatub ja kuvab tulemuse alles nupu vabastamisel, seega mõjutab inimfaktor ka genereeritud juhuslikku arvu. Neli asünkroonset ostsillaatorit koos inimese nupuvajutuse muutlikkusega muudavad seadme täielikult ja soovitavalt ettearvamatuks.