DIY digitális kocka: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ez az utasítás leírja, hogyan kell tervezni a Digital Dice -t, egy valódi véletlenszám -generátort 1 -től 6 -ig. Ez az eszköz használható az általánosan használt kockák helyett. 1 számjegyű, 7 szegmenses LED kijelzővel és két gombbal rendelkezik: "Run" és "Display Previous". A Digital Dice egyetlen CR2032 elemmel működtethető. Nincs bekapcsoló kapcsolója az elhanyagolhatóan alacsony energiafogyasztás miatt üresjáratban.

Az alábbiakban leírtuk a lépéseket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy megértsük, hogyan programozták a GreenPAK chipet a Digital Dice létrehozására. Ha azonban csak a programozás eredményét szeretné elérni, töltse le a GreenPAK szoftvert a már elkészült GreenPAK tervezési fájl megtekintéséhez. Csatlakoztassa a GreenPAK fejlesztőkészletet a számítógépéhez, és nyomja meg a programot, hogy létrehozza az egyéni IC -t a digitális kockák vezérléséhez.

1. lépés: Az eszköz felépítése

A kialakítás a következő blokkokból áll:

• Entrópia generátor
• Lineáris visszacsatolás -eltolás regiszter
• Bináris 7 szegmenses dekódoló
• Vezérlőegység
• Macrocell beállítások

2. lépés: Entrópiagenerátor

Az entrópiagenerátor négy aszinkron oszcillátorból épül fel. Ebből kettő fordított zárt hurkú LUT használatával készül, késleltetéssel (1 MHz és 6,5 MHz). Két másik a GreenPAK OSC1 (2,048 MHz osztással 3 -mal) és OSC2 (25 MHz osztva 2 -vel).

Néhány aszinkron órajel bevitele az XNOR kapuhoz elég ahhoz, hogy kiszámíthatatlan jelet kapjon a kimenetén (zaj vagy entrópia). Az SLG46826V makrócellái azonban még bonyolultabb megoldásokat is lehetővé tesznek. Még egy oszcillátor és DFF használatával teljesen véletlen jelet kapunk.

3. lépés: Lineáris visszacsatolás -eltolás regisztrálása

A 3 bites LFSR három DFF és egy XNOR kapu használatával készült. Ez a mondat minden bemeneti órával 3 bites ál-véletlen számot generál. Itt az óraimpulzus helyett a zajjel az LFSR bemenetébe kerül, és valódi véletlenszerű 3 bites számot generál.

4. lépés: Bináris 7 szegmenses dekódoló

Az LSFR által generált 3 bites véletlen szám konvertálásához a Bináris 7 szegmenses dekódolót használjuk, lásd a 3. ábrát. A dekódoló 3 bites LUT-okból épül fel.

5. lépés: Vezérlőegység

A vezérlőegység az eszköz része, amelyet úgy terveztek, hogy elindítsa és leálljon a 3 másodperces időszak után. Két tű bemenetként van konfigurálva, és két gombot kell csatlakoztatni a VDD -ről ezekre a tűkre. A "Futtatás" gomb lenyomása közben a készülék folyamatosan véletlen számokat generál. Közvetlenül a gomb elengedése után a generálás leáll, és az LFSR reteszeli a kimenetét. A dekódoló ezt követően egy 7 szegmenses kijelzőt hajt meg. 3 másodperc elteltével a Digital Dice tétlen. A készülék továbbra is be van kapcsolva, de mivel minden rezgés ki van kapcsolva, az áramfogyasztás rendkívül alacsony. Ez lehetővé teszi az eszköz számára, hogy "emlékezzen" az utoljára generált véletlen számra. Ha megnyomja az "Előző megjelenítése" gombot, a gomb elengedéséig az utoljára generált véletlen szám jelenik meg. Mivel a Digital Dice a szokásos kockák helyettesítésére szolgál, a 3 bites LUT12 újraindításra szolgál, amikor "0" vagy "7" történik. Ez biztosítja, hogy az eszköz véletlenszerű számot generál 1 és 6 között.

6. lépés: Macrocell beállítások

A beállítások mindegyik makrocellára vonatkoznak a fenti táblázatokban.

Következtetések

A digitális kocka a szokásos kockák helyettesítésére használható a kaszinókban, vagy amikor más olyan játékokat játszik, ahol kocka szükséges. Van egy entrópiagenerátora, amely folyamatosan generál 3 bites véletlen számokat, miközben a "Run" gombot megnyomja. Megáll, és csak a gomb elengedésekor jeleníti meg az eredményt, így az emberi tényező is befolyásolja a generált véletlen számot. Négy aszinkron oszcillátor és az emberi gombnyomás változékonysága teszi a készüléket teljesen és kívánatos módon kiszámíthatatlanná.