vhdl 如何生成随机数？需要什么库？

在 VHDL 中生成随机数可以使用伪随机数生成器（Pseudo-Random Number Generator, PRNG）来实现。其中，VHDL 自身并不提供 PRNG 库，但可以通过定义自己的 PRNG 模块来实现。

具体的实现方法可以参考以下步骤：

1. 定义一个 PRNG 模块，该模块包含一个状态寄存器和一个输出端口，用于输出伪随机数。

2. 使用一个时钟信号来驱动 PRNG 模块，每个时钟周期更新状态寄存器的值。

3. 在每个时钟周期中，将状态寄存器的某些位传递给输出端口，以产生伪随机数。

4. 可以通过输入一个种子值来初始化状态寄存器，以确保每次生成的随机数序列都是不同的。

需要注意的是，由于 VHDL 是一种硬件描述语言，所以生成的随机数是固定的，并不是真正意义上的随机数。如果需要真正的随机数，可以考虑使用外部设备或者其他语言的库来实现。

相关问题

vhdl生成随机数并显示

生成随机数可以通过使用伪随机数生成器（PRNG）实现。下面是一个基于LFSR（线性反馈移位寄存器）的PRNG的示例VHDL代码：

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity random_number_generator is
    generic (
        WIDTH : integer := 32
    );
    port (
        clk   : in  std_logic;
        rst   : in  std_logic;
        start : in  std_logic;
        done  : out std_logic;
        rand  : out unsigned(WIDTH-1 downto 0)
    );
end entity;

architecture Behavioral of random_number_generator is
    signal lfsr : unsigned(WIDTH-1 downto 0);
begin
    process(clk)
    begin
        if rising_edge(clk) then
            if rst = '1' then
                lfsr <= (others => '0');
                done <= '0';
            else
                if start = '1' then
                    lfsr <= x"ACE1";
                    done <= '1';
                else
                    if done = '1' then
                        lfsr(WIDTH-1 downto 1) <= lfsr(WIDTH-2 downto 0);
                        lfsr(0) <= lfsr(WIDTH-1) xor lfsr(WIDTH-3);
                        rand <= lfsr;
                    end if;
                    done <= '1';
                end if;
            end if;
        end if;
    end process;
end architecture;

这个代码使用32位的LFSR来生成随机数，并输出到名为“rand”的无符号输出端口。在开始时，将“start”信号设置为高电平，以初始化LFSR。当“done”信号为高电平时，随机数可用并可以输出。

您可以使用FPGA板或模拟器来运行此代码，并将随机数输出显示在LED、七段数码管或显示器上，或通过串口发送到计算机上。

如何用VHDL生成随机数

可以通过使用 Linear Feedback Shift Register（LFSR）来生成伪随机数。LFSR是一种基于移位寄存器的电子电路，可以在不使用任何外部时钟或时序控制电路的情况下生成连续的伪随机数序列。下面是一个简单的VHDL代码示例：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity LFSR is
    port (
        clk : in std_logic;
        reset : in std_logic;
        rand_out : out std_logic_vector(31 downto 0)
    );
end entity LFSR;

architecture behavioral of LFSR is
    signal lfsr_reg : std_logic_vector(31 downto 0) := (others => '0');
begin
    process(clk)
        variable feedback : std_logic;
    begin
        if reset = '1' then
            lfsr_reg <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then
            feedback := lfsr_reg(0) xor lfsr_reg(1) xor lfsr_reg(3) xor lfsr_reg(4) xor lfsr_reg(31);
            lfsr_reg <= lfsr_reg(30 downto 0) & feedback;
        end if;
    end process;

    rand_out <= lfsr_reg;
end architecture behavioral;

该代码实现了一个32位LFSR电路，它在每个时钟上升沿时生成一个32位的伪随机数，并将其输出到rand_out端口。reset输入用于重置LFSR电路。

这个LFSR电路的多项式是x^32 + x^31 + x^29 + x^28 + 1，这是一种常用的LFSR多项式。但是，这个伪随机数生成器并不是真正的随机数生成器，因为它是基于固定的多项式和初始状态生成的伪随机数序列。如果需要更好的随机性，可以使用更复杂的随机数生成算法或硬件电路。