[实用新型]一种基于5位LFSR实现的30计数加密计数器电路

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种基于5位LFSR实现计数30的加密计数器电路，具体为五位线性反馈移位寄存器实现的计数30的特殊状态计数器电路，涉及CMOS电路技术领域。

背景技术

在数字电路大规模应用的今天，计数器做为数字电路的基本功能块被大量使用，计数器分为两种：满状态计数和非满状态计数。满状态计数是指计数个数为2N，N为计数器的位数，对于满状态计数器来说，结构实现起来相对简单，由触发器加上简单组合逻辑即可；但对于非满状态计数器来说，若采用顺序加一法，结构实现所需的组合逻辑非常复杂，也即大大增加了版图实现所需的面积，而面积等于成本。针对30个状态的计数器，现有的常规实现方法如下：

0、1、2、3...28、29、0、1...循环往复，实现此计数器需要5位触发器，定义触发器的数据输出端为Q<4>、Q<3>、Q<2>、Q<1>、Q<0>，输入端为D<4>、D<3>、D<2>、D<1>、D<0>，其位从高到低分别为4、3、2、1、0；

为了在电路级对上面的计数器进行实现，需要进行卡诺图的化简，最终的结果：

第<0>位的实现：输入端为输出端直接取反，D<0> = ~Q<0>；

第<1>位的实现：输入端为第2、3、4位的输出与非然后和第1、0位异或的结果再与，比较复杂，其表达式：D<1> = (~(Q<4> & Q<3> & Q<2>)) & (Q<1>  ^Q<0>)；

第<2>位的实现：输入端为第2、3、4位的输出与非然后和第1、0非位异或的结果以及第2异或1、0位与然后再与，表达式为：

D<2> = (~(Q<4> & Q<3> & Q<2> &（~Q<1>) & Q<0>)) & (Q<2>  ^(Q<1> & Q<0>))；

第<3>位的实现：输入端为第0、2、3、4位的输出与非然后和第3异或2、1、0位与然后再与，表达式为：

D<3> = (~(Q<4> & Q<3> & Q<2> & Q<0>)) & (Q<3>  ^(Q<2> & Q<1> & Q<0>))；

第<4>位的实现：输入端为第0、2、3、4位的输出与非然后和第4异或3、2、1、0位与然后再与，表达式为：

D<4> = (~(Q<4> & Q<3> & Q<2> & Q<0>)) & (Q<4>  ^(Q<3> & Q<2> & Q<1> & Q<0>))。

这种方法最终实现的仿真波形示意图如图3所示，现有技术的组合逻辑相对复杂，电路实现所需要的版图相对较大，成本较高，同时无法具备加密功能。

线性反馈移位寄存器（LFSR, linear feedback shift register）是指“给定前一状态的输出，将该输出的线性函数再用作输入的位移寄存器”，利用LFSR结构来实现计数器的设计是一种新的设计思路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种基于5位LFSR实现的30计数加密计数器电路，利用LFSR结构针对状态数为30个的非满状态计数器进行设计。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于5位LFSR实现的30计数加密计数器电路，包括第一至第五D触发器、三输入同或门、第一输入端口、第二输入端口、总输出端口；