移位寄存器电路原理图，移位寄存器电路上应用的原理

发布时间：2023-08-31 19:24:39编辑：温柔的背包来源：

很多朋友对移位寄存器电路原理图，移位寄存器电路上应用的原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

基本概念及应用1)LFSR:线性反馈移位寄存器(LFSR)是指给出前一状态的输出，并以输出的线性函数作为输入的移位寄存器。异或运算是最常见的单比特线性函数：将寄存器中的部分比特作为输入进行异或运算，然后将寄存器中的所有比特整体移位。

LFSR的两种形式是伽罗瓦和斐波那契。还有外部执行模式和内部执行模式。(1)伽罗瓦路(内部)

伽罗瓦模式下特征数据的方向是从左到右，反馈线是从右到左。其中x ^ 0项(本原多项式中的“1”项)作为初始项。根据本原多项式的指令确定异或门在移位寄存器电路上的位置。如上图，x 4。因此，伽罗瓦模式也被称为在线或模式类型(M型)LFSR。(2)斐波那契方式(外部)

从图中可以看出，斐波那契模式的数学流向和反馈形式与伽罗瓦模式完全相反。根据本原多项式，其中x 0是最后一项，这里需要一个XOR门，它的XOR模式由本原多项式中给定的抽头设置。所以斐波那契模式也叫离线或简单(S型)LFSR。2)本原多项式

本原多项式是近世代数中的一个概念，它是唯一分解整环且满足所有系数的最大公因式为1的多项式。本原多项式不等于零，与本原多项式关联的多项式仍然是本原多项式。(1)在MATLAB中，本原多项式可以由函数primpoly(x)生成。(2)在MATLAB中，可以通过函数gfprimfd(m，' min ')找到一个最小的本原多项式。3)应用

误码率测量——误码率是数字通信中一个重要的质量指标。一般来说，在测量数字通信系统的误码率时，测量结果与信源发送信号的统计特性有关。一般认为二进制信号0和1随机出现的概率相等。因此，测量误码率最理想的来源应该是伪随机序列发生器。这一测量结果被认为是符合实际应用的。

时间延迟测量——有时我们需要测量信号通过传输路径接收到的时间延迟，例如，我们需要测量延迟线的时间延迟。此外，我们还经常测量无线电信号在某种介质中的传播时间，从而换算出传播距离，即利用无线电信号来测量距离。也就是说，测距的原理本质上是测量延迟。

噪声发生器——在测量通信系统性能时，经常使用噪声发生器，它赋予噪声以所需的统计特性和频率特性，其强度可以任意控制，从而获得不同信噪比条件下的系统性能。例如，在许多情况下，需要产生带限高斯白噪声。通信加密、数据序列加解扰、扩频通信、多径分离技术等。2伪随机序列的原理

对于某些反馈逻辑，如果初始化状态不全为零，如果输出序列的周期最长(P=2r-1)，则称为M序列，也称为伪随机序列。

伪随机序列通常由反馈移位寄存器产生，反馈移位寄存器可分为线性反馈移位寄存器和非线性反馈移位寄存器。线性反馈移位寄存器产生的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移位寄存器，俗称M序列。因为其理论成熟，实现简单，应用广泛。下面介绍M序列的生成原理。

在二进制多级移位寄存器中，如果线性反馈移位寄存器(LFSR)有n级(即有n级寄存器)，则可以产生的最大码序列是2n-1位。如果数字信号直接取自LFSR(非反相信号)的输出，那么最长的序列号是n-1。除了字符串的0和1的串联之外，伪随机序列将在长度为n的字符串中包含0和1的任何可能组合。

为了使移位寄存器产生某个值，需要设置其初始值，并允许时钟电路产生移位时钟。

线性反馈移位寄存器产生的M序列给出了图中一般线性反馈移位寄存器的组成。在图中，主寄存器的状态表示为，=0或1，i=整数。反馈线路的连接状态用表示，=1表示线路接通(参与反馈)，=0表示线路断开。不难推断，反馈线的不同连接状态可能会改变该移位寄存器输出序列的周期p。

的值决定了移位寄存器的反馈连接和序列的结构，也决定了序列的周期。用特征多项式表示：当特征多项式满足一定条件时，称为本原多项式。在设计M序列发生器时，移位寄存器反馈线的结构直接由本原多项式的结构决定。也就是说，只要找到本原多项式，就可以用它来构成一个M序列生成器。3 MATLAB的LFSR验证1)matlab函数生成本原多项式clear all close allprimpy(8)；

2）本原多项式产生随机序列

clear all

close all

% m=8

% x^8+x^4+x^3+x^2+1

% 435

s=1 1 1 1 1 1 1 1;

t=8 4 3 2;

seq c=LFSRv1（s，t）;

4 FPGA 的LSFR 验证

1）fpga 实现本原多项式

当fpga 仿真的输入种子和matlab 的输入种子一致时产生的序列一致。