DIY թվային զառախաղ. 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Այս Instructable- ը նկարագրում է, թե ինչպես կարելի է նախագծել Digital Dice- ը ՝ 1 -ից 6 -ի իսկական պատահական թվերի գեներատոր: Այս սարքը կարող է օգտագործվել սովորական օգտագործվող զառերի փոխարեն: Այն ունի 1-նիշ 7-հատվածանոց LED էկրան և երկու կոճակ ՝ «Run» և «Display Previous»: Թվային զառախաղը կարող է սնուցվել մեկ CR2032 մարտկոցից: Այն չունի միացման անջատիչ `անգործուն կերպով ցածր էներգիայի սպառման պատճառով` անգործության ժամանակ:

Ստորև մենք նկարագրեցինք անհրաժեշտ քայլերը ՝ հասկանալու համար, թե ինչպես է GreenPAK չիպը ծրագրավորվել ՝ թվային զառեր ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե դուք պարզապես ցանկանում եք ստանալ ծրագրավորման արդյունքը, ներբեռնեք GreenPAK ծրագիրը ՝ արդեն ավարտված GreenPAK դիզայնի ֆայլը դիտելու համար: Միացրեք GreenPAK զարգացման հավաքածուն ձեր համակարգչին և հարվածեք ծրագրին ՝ ձեր թվային զառերը վերահսկելու համար հարմարեցված IC ստեղծելու համար:

Քայլ 1: Սարքի ճարտարապետություն

Դիզայնը բաղկացած է հետևյալ բլոկներից.

• Էնտրոպիայի գեներատոր
• Գծային արձագանքների հերթափոխի գրանցամատյան
• Երկուականից մինչև 7 հատվածի ապակոդավորիչ
• Վերահսկիչ միավոր
• Macrocell- ի կարգավորումներ

Քայլ 2: Էնտրոպիայի գեներատոր

Էնտրոպիայի գեներատորը կառուցված է չորս ասինխրոն տատանումներից: Դրանցից երկուսը կառուցված են շրջված փակ հանգույց LUT- ի միջոցով `ուշացումով (1 ՄՀց և 6.5 ՄՀց): Եվս երկուսն են GreenPAK- ի OSC1 (2.048 ՄՀց ՝ 3 -ի բաժանման հետ միասին) և OSC2 (25 ՄՀց բաժանված 2 -ի):

Nամացույցի մի քանի ասինխրոն ազդանշաններ մուտքագրելը XNOR դարպասին բավական է, որպեսզի դրա ելքի վրա անկանխատեսելի ազդանշան ստանա (աղմուկ կամ էնտրոպիա): Բայց SLG46826V- ի մակրո բջիջները թույլ են տալիս կատարել նույնիսկ ավելի բարդ լուծումներ: Օգտագործելով ևս մեկ տատանում և DFF ՝ մենք ստանում ենք բոլորովին պատահական ազդանշան:

Քայլ 3. Գծային արձագանքների հերթափոխի գրանցում

3-բիթանոց LFSR- ն կառուցված է երեք DFF և մեկ XNOR դարպասի միջոցով: Այս մուտքը յուրաքանչյուր մուտքային ժամացույցի հետ առաջացնում է 3-բիթ կեղծ պատահական թիվ: Այստեղ, ժամացույցի զարկերակի փոխարեն, աղմուկի ազդանշանը մտնում է LFSR- ի մուտքի մոտ ՝ առաջացնելով իսկական պատահական 3-բիթանոց թիվ:

Քայլ 4. Երկուականից մինչև 7 հատվածի ապակոդավորիչ

LSFR- ի կողմից առաջացած 3-բիթանոց պատահական թիվը փոխարկելու համար օգտագործվում է Երկուական ՝ 7-հատվածանոց ապակոդավորիչ, տես Նկար 3. Ապակոդավորիչը կառուցված է 3-բիթանոց LUT- ներով:

Քայլ 5: Վերահսկիչ միավոր

Կառավարման միավորը սարքի մի մասն է, որը նախատեսված է այն գործարկելու և դադարեցնելու համար 3 վայրկյան հետո: Երկու կապում կազմաձևված է որպես մուտք և երկու կոճակ պետք է միացված լինի VDD- ից այդ կապումներին: Մինչ «Run» կոճակը սեղմված է, սարքը անընդհատ ստեղծում է պատահական թվեր: Կոճակը բացվելուց անմիջապես հետո սերունդը դադարում է, և LFSR- ն ամրացնում է իր ելքերը: Ապա ապակոդավորիչը հետագայում վարում է 7 հատվածի էկրան: 3 վայրկյան ժամանակաշրջանից հետո Թվային զառախաղը անգործության է մատնվում: Սարքը դեռ միացված է, բայց քանի որ բոլոր տատանումներն անջատված են, ներկայիս սպառումը չափազանց ցածր է: Սա թույլ է տալիս սարքին «հիշել» վերջին գեներացված պատահական թիվը: Եթե սեղմված է «Previousուցադրել նախորդը» կոճակը, վերջին գեներացված պատահական թիվը կցուցադրվի մինչև կոճակի բաց թողնելը: Քանի որ Digital Dice- ը նախատեսված է սովորական զառերը փոխարինելու համար, 3-բիթանոց LUT12- ը օգտագործվում է այն վերագործարկելու համար, երբ առաջանում է «0» կամ «7»: Սա երաշխավորում է, որ սարքը կստեղծի պատահական թիվ 1 -ից 6 միջակայքում:

Քայլ 6: Macrocell- ի կարգավորումներ

Յուրաքանչյուր մակրո բջջի համար կարգավորումները վերաբերում են վերը նշված աղյուսակներին:

Եզրակացություններ

Թվային զառախաղը կարող է օգտագործվել որպես խաղատներում սովորական զառերի փոխարինում կամ ցանկացած այլ խաղ խաղալիս, որտեղ զառեր են անհրաժեշտ: Այն ունի էնտրոպիայի գեներատոր, որն անընդհատ առաջացնում է 3-բիթանոց պատահական թվեր, մինչդեռ «Գործարկել» կոճակը սեղմված է: Այն դադարում և ցուցադրում է արդյունքը միայն այն ժամանակ, երբ կոճակը բաց է թողնվում, ուստի մարդկային գործոնը նույնպես ազդում է առաջացած պատահական թվի վրա: Չորս ասինխրոն տատանումները մարդու կոճակի սեղմման փոփոխականության հետ միասին սարքը դարձնում են ամբողջովին և ցանկալիորեն անկանխատեսելի: