m序列发生器verilog原理

m序列发生器是一种伪随机二进制序列（PRBS）发生器，通常用于数字通信中的编码和调制方案。它可以通过递归方式生成长达2^n-1位的伪随机码序列，其中n是序列寄存器的位数。以下是m序列发生器的Verilog实现原理：

1. 定义输入和输出：定义一个n位的寄存器作为序列寄存器，定义两个输入信号，即时钟信号和清零信号，以及一个输出信号，即m序列输出。

2. 初始化序列寄存器：将序列寄存器的所有位初始化为1或0。

3. 定义反馈多项式：根据所需的序列长度，选择一个合适的反馈多项式。多项式的位数应该为n+1位，并且多项式的最高位和最低位都应该是1。

4. 实现移位寄存器：将序列寄存器的最高位输出作为m序列输出。然后，将序列寄存器向左移位，并使用反馈多项式计算新的最低位。将新的最低位插入序列寄存器的最低位。

5. 循环移位：重复步骤4，直到生成所需长度的伪随机码序列。

以下是一个简单的m序列发生器的Verilog代码示例：

module m_sequence_generator(
  input clk, // 时钟信号
  input rst, // 清零信号
  output reg m_seq // m序列输出
);

reg [n-1:0] shift_reg; // 序列寄存器
parameter n = 5; // 序列寄存器的位数
parameter feedback_poly = 5'h1f; // 反馈多项式

initial begin
  shift_reg = {n{1'b1}}; // 初始化序列寄存器
end

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    shift_reg <= {n{1'b1}}; // 清零序列寄存器
    m_seq <= 1'b0; // 清零m序列
  end
  else begin
    m_seq <= shift_reg[n-1]; // 输出序列寄存器的最高位
    shift_reg <= {shift_reg[n-2:0], shift_reg[0] ^ shift_reg[n-1]}; // 计算新的最低位并插入序列寄存器
  end
end

endmodule