混合同余法產(chǎn)生隨機噪聲的FPGA實(shí)現

本文中的FPGA設計平臺選用Altera公司的StratixⅣ芯片EP4SGX230KF40C4ES，開(kāi)發(fā)工具使用Quartus II和Modelsim對其進(jìn)行功能仿真并觀(guān)察仿真結果。

圖3所示為該設計的RTL級電路，從圖中可以看出，電路共有3個(gè)輸入信號：使能信號en，復位信號rst_n，時(shí)鐘信號clk。該電路的核心是計數器模塊和ROM表模塊。ROM表模塊的實(shí)現使用Altera內部的LPM_ROM IP核。電路工作時(shí)，由計數器cnt產(chǎn)生地址信號，送給ROM表中進(jìn)行尋址，在輸出端就可以產(chǎn)生數字高斯白噪聲序列。

利用Modelsim仿真工具進(jìn)行仿真，可以觀(guān)察到輸出的高斯白噪聲序列，仿真結果如圖4所示。

將輸出序列改成模擬形式，可以看到產(chǎn)生的數字高斯白噪聲的波形，如圖5所示。

4 結論

本設計實(shí)現的高斯白噪聲發(fā)生器電路，工作穩定，并且在PC主控端可以根據不同要求，通過(guò)改變均值方差和種子值，從而得到服從正態(tài)分布統計特性的不同樣本，進(jìn)而得到不同種類(lèi)和滿(mǎn)足不同特性的噪聲。實(shí)驗結果產(chǎn)生的高斯白噪聲符合噪聲隨機性和統計特性的要求，本設計可以應用在有源干擾機的工程實(shí)踐中，有比較好的實(shí)用特性。