Alapfogalmak
FPGAを使用して、Pseudo Random Number Generatorアルゴリズムを実装し、リアルタイムでサイコロの目を表示するデジタルサイコロを開発した。
Kivonat
本研究では、FPGAを使用したデジタルサイコロの設計が示されている。主な内容は以下の通りである:
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XORシフトアルゴリズムを使用したPseudo Random Number Generator (PRNG)の実装
- XADCアナログ入力から32ビットのシード値を生成
- 高速性と擬似乱数性能に優れたXORシフトアルゴリズムを採用
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サイコロの目の表示
- 7セグメントディスプレイを使用して、2面体から100面体までのサイコロの目を表示
- PRNGの出力を特定の範囲にマッピングすることで、サイコロの目を生成
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ユーザインターフェース
- 傾きセンサーを使ってサイコロをロールさせ、安定した状態で目を表示
- ボタンを押して、サイコロの面数を切り替え
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電源管理
- 低電流消費のために、5秒ごとにキープアウェイ信号を出力
- 両ボタンを同時に押すことでキープアウェイ機能を無効化
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UART通信
- サイコロの目の値をUART経由でコンピュータに出力し、ランダム性を確認
本研究では、FPGAを使用したデジタルサイコロの設計と実装が詳細に示されている。PRNGアルゴリズムの改善や、より現実的なサイコロの挙動の再現など、今後の課題も示唆されている。
Statisztikák
サイコロの目の値は、XORシフトアルゴリズムによって生成された32ビットの擬似乱数を、サイコロの面数に応じて特定の範囲にマッピングすることで得られる。