CE4301 - Generador de números pseudo-aleatorios 🎲

Generador de números pseudo aleatorios utilizando el algoritmo linear-feedback shift register (LFSR), en su variante fibonacci.

Requisitos 📋

Para correr el código de ejemplo debe tener instalado en su computador un simulador de lenguaje ensamblador. Le recomendamos utilizar el simulador de procesador RISC-V : Ripes.

El simulador Ripes se encuentra disponible para Windows, MacOS y Linux. Consulte las instrucciones de instalación aquí.

Primeros pasos 🚀

Para correr el programa:

1. Abra el simulador de RISC-V Ripes.
2. Para cargar el archivo File > Load Program y seleccione el archivo lfsr_ealvarado_v2.s.
3. En la pestaña Editor podrá revisar el código fuente. El valor de la semilla viene por defecto en 0x56 que es el ASCII de la letra V. Para cambiarlo coloque el valor de semilla que desee:

start:
    li a1,<hex value>

4. Finalmente, corra el programa haciendo click en el botón de play que se ubica en la barra superior. Podrá ver los resultados en la tabla de registros o en la pestaña Memory.

Algoritmo LFSR 💾

El generador LFSR tiene múltiples aplicaciones en criptografía, videojuegos, simulación y otros. El generador obtiene números en un orden secuencial aleatorio:

1. Se inicia con un valor semilla.
2. Se toman los bits de las posiciones (tab) dadas por el polinomio y se les aplica la operación xor.
3. Se realiza un shift left para descartar el LSB.
4. Se ingresa el bit resultante en la posición del MSB.

La implementación del código en C para 8 bits, utilizando el polinomio:

// Código completo: lfsr_ealvarado_v2.c

void lfsr_fibonacci(void) {
    
    uint8_t seed_value = 0x56;  
    uint8_t lfsr_value = seed_value;
    uint8_t bit;    
    int counter = 0;

    do
    {   // taps: 6 5; feedback polynomial: x^6 + x^5 + 1 
        bit = ((lfsr_value >> 2) ^ (lfsr_value >> 3)) & 1;
        lfsr_value = (lfsr_value >> 1) | (bit << 7);
        counter++;
    }
    while (counter < 100);
    
    printf("result -> %d\n",lfsr_value);
}

El código en el archivo lfsr_ealvarado_v2.s implementa este algoritmo en ensamblador utilizando el set de instrucciones RISC-V.

Autor 🖋

• Esteban Alvarado - Software Developer - @estalvgs1999

Este proyecto fue desarrollado para el curso CE4301 - Arquitectura de Computadores I del Instituto Tecnológico de Costa Rica. 2021 🄯

Agradecimiento al profesor del curso:

• Prof. Luis Alberto Chavarría Zamora

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