[发明专利]一种不重复伪随机数的生成方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种不重复伪随机数的生成方法、装置、设备及存储介质，本发明属于芯片验证、软件技术领域。本发明通过对芯片测试用随机激励序列的分组，对分组顺序随机，而不是对数据随机，从而使得内存仅需要消耗分组大小的内存，即每一轮只处理分组大小数量的数据，且可在极短时间内得到一轮不重复随机数，大大降低了内存消耗和CPU执行时间，从而实现在超大芯片测试用随机激励序列的下，利用有限的内存和CPU执行时间，生成一个完全不重复的随机序列。

技术领域

本发明属于芯片验证、软件技术领域，具体涉及一种不重复伪随机数的生成方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在计算机科学领域，随机数作为基础设施可谓无处不在。比如彩票系统，底层就需要用到随机数来产生得奖号码。物理仿真软件，需要用到随机数来模拟自然现象中的火焰。区块链技术中需要用到随机数来做安全保证。

尤其是在芯片验证领域中，为了保证设计与验证的完备性，业界主流的验证方法主要是以UVM(Universal Verification Methodology)为代表的验证方法学。通常使用随机约束的方式，自动产生受控的随机输入，从而验证芯片设计。

根据随机数的产生方式，大致可以分为2种：真随机和伪随机。前者通过某种特定传感器采集现实世界中的随机事件，例如鼠标移动的轨迹、空气中噪音、宇宙微波背景辐射，甚至可以利用量子理论中测不准原理获取随机数。而后者是利用某种数学公式或者算法产生数值序列，当初始条件确定的时候，其序列是确定的。虽然在数学意义上伪随机并不随机，但如果可以通过统计学意义上的校验，在大多数场合是可以当做真随机数使用的。

以上两种方法已经可以满足大多数业务场景的需求，但是在芯片验证领域的某些验证场景中，由于其“真”随机性，反而无法满足需求。例如需要对52张扑克牌随机洗牌的时候，目前业界通用算法是产生52个元素的序列，然后根据随机算法重新排队。在小范围区间没有问题，但当芯片测试用随机激励序列的随机样本空间巨大的时候，目前的算法会耗费计算机的大量内存来缓存信息。

发明内容

针对芯片验证领域的芯片测试用随机激励序列的随机样本空间巨大的情况下，产生不重复的伪随机数的同时节省内存，本发明提供了解决上述问题的一种不重复伪随机数的生成方法、装置、设备及存储介质。

本发明通过下述技术方案实现：

一种不重复伪随机数的生成方法，包括：

获取一个分组序列，所述分组序列的大小根据芯片测试用随机激励序列的大小和随机质量要求确定；

将芯片测试用随机激励序列的数据映射到所述分组序列；

对组内元素位置序号随机，确定组内元素取值顺序；

随机步骤：对所述分组序列洗牌，得到一个随机序列；

遍历步骤：对所述随机序列进行随机，确定本轮循环所述随机序列中的取值起始位置，并从所述取值起始位置开始顺序遍历所述随机序列，根据所述组内元素取值顺序确定本轮循环对应的组内元素位置序号，遍历时每组取所述组内元素位置序号对应的元素；

重复随机步骤和遍历步骤，直到遍历完分组中的所有元素位置，即可生成一个不重复的随机激励序列。

本发明通过对芯片测试用随机激励序列的样本空间分组，对分组顺序随机，而不是对数据随机，从而使得内存仅需要消耗分组大小的内存，即每一轮只处理分组大小数量的数据，且可在极短时间内得到一轮不重复随机数，大大降低了内存消耗和CPU执行时间，从而实现在芯片测试用随机激励序列的超大样本空间下，利用有限的内存和CPU执行时间，生成一个完全不重复的随机序列。

作为优选实施方式，本发明的分组序列的大小与随机质量、占用内存和耗费CPU时间呈正相关。