54、硬件改进型加法斐波那契生成器与土壤参数监测系统研究

硬件改进型加法斐波那契生成器与土壤参数监测系统研究

硬件改进型加法斐波那契生成器

随机数是物联网（IoT）功能的重要输入材料，随机数生成器（RNG）可用于确保智能电网低功耗分支的加密安全。目前已知大量的伪随机二进制序列生成器（PRBSG）和伪随机数生成器（PRNG），它们在特性、构造方法和潜在应用领域上有所不同。斐波那契生成器在绝大多数PRNG中起着重要作用。

然而，现有的基于加法斐波那契生成器（AFG）的伪随机序列生成器存在局限性，其功能受限，无法基于具有任意模数的递归方程运行。为克服这一缺点，研究提出了一种新型的改进型加法斐波那契生成器（MAFG），它使用素数进行模加法。

MAFG的结构电路

MAFG有两个版本，版本1包含两个加法器SM1、SM2，三个寄存器Rg1 - Rg3，一个多路复用器MS和一个逻辑元件OR；版本2在此基础上增加了逻辑方案LS。其基于方程 $x_i = (x_{i - 2} + x_{i - 1})\mod m$ 构建。

MAFG统计特性的研究方法

由于AFG使用的参数值非常大，确定其统计特性存在一定问题。因此，为两个MAFG版本分别创建了抽象模型和硬件模型。抽象模型独立于电路设计，硬件模型与建议的结构相匹配。对于小参数值，证明了两个模型的一致性；对于大参数值，则通过抽象模型研究统计特性。这种方法显著减少了查找生成器特性的时间，有助于优化其参数。

• MAFG版本1模型
  • 硬件模型算法 ：