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基于FPGA的高斯分布随机数的生成
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP302[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]华南理工大学 电子与信息学院,广东 广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61274085)
中文摘要:

为提高对高斯分布概率密度函数的近似精度,提出一种基于Ziggurat算法的新的高斯分布随机数生成算法。新算法将高斯分布概率密度函数分成顶部、中部、尾部3个子区域分别进行矩形嵌套分层分割,分割后以正比于矩形面积的概率随机选择一个矩形区域,生成概率密度函数为对应矩形的随机数点(x,y),其横坐标x为输出的高斯分布随机数。针对仿真中出现的极值情况,进一步对尾部区域进行了优化处理。此外,基于Xilinx Virtex 4完成了改进后算法的硬件设计。仿真结果表明,新算法结构简单,易于FPGA硬件实现,生成的随机数能通过高斯分布特性和随机性统计检验。

英文摘要:

In order to improve the approximation precision of the Gaussian probability density function (PDF),a new generation algorithm of Gaussian random number is proposed based on the Ziggurat algorithm.In this algo-rithm,the Gaussian PDF is divided into three subareas including the top,the middle and the tail regions,and the subareas are further partitioned into rectangles via nested segmentation.After that,one of the rectangles is random-ly chosen with the probability being in direct proportion to the rectangle area,and the random points (x,y),whose PDF is identical to the rectangle,are generated,with x being the output as a Gaussian random number.Moreover, the tail region is treated separately to take into consideration the extreme values occurring in the simulation.The new algorithm is implemented on Xilinx Virtex 4,and the simulated results indicate that the proposed algorithm with simple structure is easy to implement on FPGA,and that the generated random numbers can successfully pass the statistical tests of Gaussian distribution and randomness.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954