[FPGA] 擬似乱数を作る

擬似乱数を作成する方法はいくつかありますが、
FPGAと相性が良い「Xorshift」を紹介します。

Xorshift

Wikipedia[1]によると、George Marsagliaが2003年に提案したアルゴリズムらしいです。排他的論理和とビットシフトの２つの演算で構成されるため、FPGAで実装するのに最適です。

モジュール定義

以下、定義です（ベタ書きで申し訳ないです）。
多分有名なので、他のgitには上がっていると思います。
こちらでもそのうちgitにアップします。

module xorshift(
    input clk,
    input rstn,
    output reg [31:0] rand
    );
    
reg [31:0] x;
reg [31:0] y;
reg [31:0] z;
reg [31:0] w;
reg [31:0] t;

always @ (posedge clk)
begin
    if (!rstn)
    begin
        x <= 123456789;
        y <= 362436069;
        z <= 521288629;
        w <= 88675123;
        t <= 0;
        rand <= 0;
    end
    else
    begin
        t <= x ^ (x << 11);
        x <= y; 
        y <= z; 
        z <= w;
        w <= (w ^ (w >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8));
        rand <= w;
    end
end // always

endmodule

参考URL

[1]Xorshift Wikipedia