Design of an Efficient Parallel Random Number Generator Using a Single LFSR for Stochastic Computing

随机数生成 计算机科学 线性反馈移位寄存器 发电机(电路理论) 随机计算 并行计算 移位寄存器 算法 理论计算机科学 算术 数学 功率(物理) 物理 炸薯条 电信 量子力学 计算
作者
Dong-Hui Lee,Hyoju Seo,Yongtae Kim
标识
DOI:10.1109/icaiic60209.2024.10463230
摘要

This paper proposes a parallel random number generator (RNG) using a single linear feedback shift register (LFSR) to generate two distinct random numbers, achieving twice the operational speed of a traditional serial RNG. The proposed RNG generates two distinct random numbers utilizing an LFSR. When implemented in a 65-nm CMOS technology, the proposed design leads to a 15.6% improvement in area and a 14.8 % improvement in power efficiency, addressing the trade-off between accuracy and energy efficiency in stochastic computing (SC). Furthermore, the proposed design not only matches but surpasses the performance of serial SC in an edge-detection digital image processing application. Therefore, for enhanced hardware efficiency and improved accuracy, the proposed parallel RNG architecture can be effectively employed.
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