VHDL实现8, 16, 32位LFSR：最大长度反馈多项式下的FPGA比较研究

本文档探讨了在VHDL环境下对8位、16位和32位线性反馈移位寄存器（LFSR）的FPGA实现，特别是在最大长度反馈多项式下的应用。LFSR因其在密码学中的广泛应用，如生成伪随机序列以及在通信系统中用于编码解码器的设计而备受关注。为了确保设计的准确性和效率，作者将理论仿真与实际硬件测试相结合，使用FPGA进行验证。 在设计中，选择最大反馈多项式是为了使LFSR能够生成最多的随机状态，即2^n - 1，其中n是LFSR的位数。作者使用VHDL编程语言来实现这三种不同位宽的LFSR，以便分析它们在性能和随机性方面的变化。研究的关键指标包括所需逻辑门的数量、内存容量和速度需求，随着位数的增加，这些参数的变化趋势得以揭示。 通过对比8位、16位和32位LFSR在FPGA上的表现，作者旨在提供芯片级验证的方法，尤其是在处理较长位数LFSR时可能遇到的模拟问题。此外，该论文还强调了实际硬件测试的重要性，因为它能够揭示软件仿真可能忽视的实际硬件限制和优化空间。 该研究由Amit Kumar Panda、Praveena Rajput和Bhawna Shukla三位作者共同完成，他们在印度比尔拉斯布尔的Guru Ghasidas Vishwavidyalaya电子与通信工程部门工作。他们的研究成果发表于2012年5月的会议论文，获得了33次引用和超过9,300次阅读，显示出其在该领域的影响力。 论文链接提供了进一步的讨论、统计信息以及作者的专业背景，可供读者深入了解和交流。此外，作者在2014年5月29日上传了这份文件，并且欢迎读者提出改进或扩展文件的需求。 这篇论文不仅提供了关于LFSR在FPGA上实现的技术细节，还为设计者提供了一种评估不同位宽LFSR性能的有效方法，对于从事硬件加密和通信系统设计的工程师具有实用价值。