DIY digitale terninger: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Denne instruktionsbog beskriver, hvordan man designer Digital Dice, en sand tilfældig talgenerator fra 1 til 6. Denne enhed kan bruges i stedet for en almindeligt anvendt terning. Den har et 1-cifret 7-segment LED display og to knapper: "Run" og "Display Previous". Den digitale terning kan drives af et enkelt CR2032 -batteri. Den har ingen startkontakt på grund af ubetydeligt lavt strømforbrug, når den er inaktiv.

Nedenfor beskrev vi de nødvendige trin for at forstå, hvordan GreenPAK -chippen er programmeret til at oprette de digitale terninger. Men hvis du bare vil få resultatet af programmeringen, skal du downloade GreenPAK -software for at se den allerede gennemførte GreenPAK -designfil. Tilslut GreenPAK Development Kit til din computer, og tryk på programmet for at oprette den brugerdefinerede IC til at styre dine digitale terninger.

Trin 1: Enhedsarkitektur

Designet består af følgende blokke:

• Entropy Generator
• Lineært feedback -skiftregister
• Binær til 7-segment dekoder
• Styreenhed
• Macrocell -indstillinger

Trin 2: Entropy Generator

Entropi -generatoren er bygget af fire asynkrone oscillatorer. To af dem er bygget ved hjælp af en omvendt lukket kredsløb LUT med forsinkelse (1 MHz og 6,5 MHz). To andre er GreenPAKs OSC1 (2.048 MHz sammen med et divider med 3) og OSC2 (25 MHz divideret med 2).

At indtaste et par asynkrone kloksignaler til XNOR -gate er nok til at få et uforudsigeligt signal på dets output (støj eller entropi). Men makrocellerne i SLG46826V gør det muligt at lave endnu mere komplicerede løsninger. Ved hjælp af endnu en oscillator og DFF får vi et helt tilfældigt signal.

Trin 3: Lineært feedback -skiftregister

3-bit LFSR er bygget ved hjælp af tre DFF'er og en XNOR-gate. Denne blok med hvert inputur genererer et 3-bit pseudo-tilfældigt tal. Her, i stedet for en urpuls, går støjsignalet ind i LFSR's input og genererer et sandt tilfældigt 3-bit tal.

Trin 4: Binær til 7-segment dekoder

For at konvertere det 3-bit tilfældige tal, der genereres af LSFR, bruges binær til 7-segment dekoder, se figur 3. Dekoderen er bygget af 3-bit LUT'er.

Trin 5: Kontrolenhed

Kontrolenheden er en del af enheden, der er designet til at starte den og stoppe efter 3 sekunders periode. To ben er konfigureret som input, og to knapper skal forbindes fra VDD til disse ben. Mens der trykkes på knappen "Kør", genererer enheden løbende tilfældige tal. Lige efter at knappen slippes, stopper generationen, og LFSR låser sine output. Dekoderen driver efterfølgende et 7-segment display. Efter en periode på 3 sekunder går den digitale terning inaktiv. Enheden er stadig tændt, men fordi alle svingninger er blevet slukket, er det nuværende forbrug ekstremt lavt. Dette gør det muligt for enheden at "huske" det sidst genererede tilfældige tal. Hvis der trykkes på knappen "Vis forrige", vises det sidst genererede tilfældige tal, indtil knappen slippes. Fordi Digital Dice er designet til at erstatte sædvanlige terninger, bruges 3-bit LUT12 til at genstarte den, når "0" eller "7" forekommer. Dette sikrer, at enheden genererer et tilfældigt tal i intervallet 1 til 6.

Trin 6: Macrocell -indstillinger

For hver makrocelle henviser indstillinger til tabellerne ovenfor.

Konklusioner

De digitale terninger kan bruges som erstatning for sædvanlige terninger i kasinoer eller når man spiller andre spil, hvor terninger er nødvendige. Den har en entropi-generator, der konstant genererer 3-bit tilfældige tal, mens der trykkes på knappen "Kør". Det stopper og viser resultatet, når knappen slippes, så den menneskelige faktor påvirker også det genererede tilfældige tal. Fire asynkrone oscillatorer sammen med variabel variation i menneskelige knapper gør enheden helt og ønskeligt uforudsigelig.