DIY Dijital Zar: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu Talimat, 1'den 6'ya kadar gerçek bir rastgele sayı üreteci olan Dijital Zar'ın nasıl tasarlanacağını açıklar. Bu cihaz, yaygın olarak kullanılan bir zar yerine kullanılabilir. 1 haneli 7 segmentli LED ekrana ve iki düğmeye sahiptir: "Çalıştır" ve "Önceki Görüntüle". Dijital Zar, tek bir CR2032 pil ile çalıştırılabilir. Boştayken ihmal edilebilecek kadar düşük güç tüketimi nedeniyle açma düğmesi yoktur.

GreenPAK çipinin Dijital Zarı oluşturmak için nasıl programlandığını anlamak için gereken adımları aşağıda açıkladık. Ancak, sadece programlamanın sonucunu almak istiyorsanız, halihazırda tamamlanmış GreenPAK Tasarım Dosyasını görüntülemek için GreenPAK yazılımını indirin. GreenPAK Geliştirme Kitini bilgisayarınıza takın ve Dijital Zarınızı kontrol etmek için özel IC'yi oluşturmak için programa basın.

1. Adım: Cihaz Mimarisi

Tasarım aşağıdaki bloklardan oluşur:

• Entropi Üreticisi
• Doğrusal Geri Besleme Kaydırma Kaydı
• İkili - 7 Segment Kod Çözücü
• Kontrol ünitesi
• Makro Hücre Ayarları

2. Adım: Entropi Üreticisi

Entropi üreteci, dört asenkron osilatörden yapılmıştır. Bunlardan ikisi, gecikmeli (1 MHz ve 6,5 MHz) ters çevrilmiş kapalı döngü LUT kullanılarak oluşturulmuştur. Diğer ikisi GreenPAK'ın OSC1'i (3'e bölme ile birlikte 2.048 MHz) ve OSC2'dir (25 MHz bölü 2'dir).

XNOR geçidine birkaç asenkron saat sinyalinin girilmesi, çıkışında öngörülemeyen bir sinyal (gürültü veya entropi) elde etmek için yeterlidir. Ancak SLG46826V'deki makro hücreler, daha da karmaşık çözümler üretmeye olanak tanır. Bir osilatör ve DFF daha kullanarak tamamen rastgele bir sinyal alıyoruz.

Adım 3: Doğrusal Geri Besleme Kaydırma Kaydı

3-bit LFSR, üç DFF ve bir XNOR geçidi kullanılarak oluşturulmuştur. Her giriş saatine sahip bu blok, 3 bitlik bir sözde rasgele sayı üretir. Burada, bir saat darbesi yerine, gürültü sinyali LFSR'nin girişine gider ve gerçek bir rastgele 3 bitlik sayı üretir.

Adım 4: İkili - 7 Segment Kod Çözücü

LSFR tarafından üretilen 3-bitlik rastgele sayıyı dönüştürmek için, Binary'den 7-segment kod çözücüye kullanılır, bakınız Şekil 3. Kod çözücü 3-bit LUT'lardan yapılmıştır.

Adım 5: Kontrol Ünitesi

Kontrol ünitesi, 3 saniyelik süreden sonra onu başlatmak ve durdurmak için tasarlanmış cihazın bir parçasıdır. İki pin giriş olarak konfigüre edilmiştir ve VDD'den bu pinlere iki buton bağlanmalıdır. "Çalıştır" butonuna basılırken cihaz sürekli olarak rastgele sayılar üretir. Düğme bırakıldıktan hemen sonra üretim durur ve LFSR çıkışlarını kilitler. Dekoder daha sonra 7 segmentli bir ekranı çalıştırır. 3 saniyelik bir sürenin ardından Dijital Zar boşta kalır. Cihaz hala açık, ancak tüm salınımlar kapatıldığı için akım tüketimi son derece düşük. Bu, cihazın en son oluşturulan rastgele sayıyı "hatırlamasına" izin verir. "Önceki Göster" düğmesine basılırsa, düğme bırakılana kadar en son oluşturulan rastgele sayı görüntülenecektir. Dijital Zar, normal zarların yerini alacak şekilde tasarlandığından, 3 bit LUT12, "0" veya "7" oluştuğunda onu yeniden başlatmak için kullanılır. Bu, cihazın 1 ila 6 aralığında rastgele bir sayı üretmesini sağlar.

Adım 6: Makro Hücre Ayarları

Her makro hücre için ayarlar yukarıdaki tablolara başvurur.

Sonuçlar

Dijital Zar, kumarhanelerde veya zarın gerekli olduğu diğer oyunlarda normal zarların yerine kullanılabilir. "Çalıştır" düğmesine basıldığında sürekli olarak 3 bitlik rastgele sayılar üreten bir entropi üretecine sahiptir. Yalnızca düğme bırakıldığında durur ve sonucu görüntüler, bu nedenle insan faktörü de oluşturulan rasgele sayıyı etkiler. Dört asenkron osilatör, insan düğmesi basma değişkenliği ile birlikte cihazı tamamen ve arzu edilen şekilde öngörülemez hale getirir.