Architectural Design of Random Number Generators and Their Hardware Implementations

Abstract

Architectural Design of Random Number Generatorsand Their Hardware ImplementationsSarmad Fakhrulddin Ismael Dr. Basil Shukr MahmoodUniversity of Mosul/computer University of NinevahEngineering Department basil_mahmood@yahoo.comsarmad.fakhraldeen@gmail.comAbstractThe architectural design of the random number generators for uniformdistribution, normal distribution, exponential distribution and Rayleigh distributionusing Box-Muller and inverse transformation method has been hardware implementedon FPGA. Any of the random number generators can generate one sample every clockcycle. The generators have been implemented on Xilinx Spartan 3E XC3S500E FPGA.The designed generators work properly up to maximum frequency of 418.41MHz .Theoutcome results of the generators have been tested by the chi-square test at a 5% level ofsignificance which provided the correct required distributions.Keyword: Box-mulle, Chi-square, Inverse transformation, FPGA.تصميم معمارية لتوليد الارقام العشوائية و ت ن ف ي ذ ه ا م اد ي اسرمد فخر الدين إسماعيل د. باسل شكر محمودقسم هندسة الحاسوب/ جامعة الموصل كلية هندسة ألألكترونياتالملخصالمعمارية المصممة لتوليد الارقام العشوائية بتوزيع منتظم وتوزيع طبيعي وتوزيع اسي وتوزيع.FPGA وطريقة التحويل العكسي تم بناءها ماديا باستخدام ال )Box-muller( )رايلي ( باستخدام طريقة الXilinx اي واحد من مولدات الارقام العشوائية ممكن ان تولد رقم واحد في كل دورة. المولدات تم بناءها على418.41MHz المولدات المصممة مناسبة للعمل بتردد مقداره .Spartan 3E XC3S500E FPGAالنتائج التي تم الحصول عليها من المولدات تم اختبارها بواسطة فحص مربع كاي بمستوى اهمية مقدارها%5 والتي حققت التوزيع المطلوب.