基于FPGA的Lorenz混沌系统verilog开发,含testbench和matlab辅助测试程序

目录

1.算法运行效果图预览

2.算法运行软件版本

3.部分核心程序

4.算法理论概述

5.算法完整程序工程


1.算法运行效果图预览

将vivado的仿真结果导入到matlab显示三维混沌效果:

2.算法运行软件版本

vivado2019.2

matlab2022a

3.部分核心程序

testbench如下所示:

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2023/08/25 21:50:23
// Design Name: 
// Module Name: TEST
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//


module TEST();
reg i_clk;
reg i_rst;
wire signed[31:0]o_xn;
wire signed[31:0]o_yn;
wire signed[31:0]o_zn;
    
tops uut(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.o_xn  (o_xn),
.o_yn  (o_yn),
.o_zn  (o_zn)
);
    
initial 
begin
i_clk=1'b1;
i_rst=1'b1;
#1000
i_rst=1'b0;


end

always #5 i_clk=~i_clk;
    
    
    
integer fout1;
integer fout2;
integer fout3;
initial begin
 fout1 = $fopen("X.txt","w");
 fout2 = $fopen("Y.txt","w"); 
 fout3 = $fopen("Z.txt","w"); 
end

always @ (posedge i_clk or posedge i_rst)
 begin
     if(i_rst==1'b0)
     begin
	 $fwrite(fout1,"%d\n",o_xn);
	 $fwrite(fout2,"%d\n",o_yn);
	 $fwrite(fout3,"%d\n",o_zn);
	 end
end 
endmodule
07_003m

4.算法理论概述

洛伦兹混沌系统是一种非线性动力系统,最初由爱德华·洛伦兹(Edward Lorenz)于1963年引入,它的简单方程组引发了混沌理论的开创性研究。该系统是混沌现象的典型范例,展示了复杂、不可预测的行为,即使在简单的数学方程下也可以观察到这种行为。

洛伦兹混沌系统由三个耦合的一阶常微分方程组组成,这三个方程描述了三个状态变量(或者说是维度)之间的关系。这些状态变量表示系统在空间中的位置,从而形成一个三维相空间,该相空间中的轨迹表现出异常的复杂性和混沌特性。

洛伦兹方程组描述如下:

其中,x、y 和 z 是状态变量,t是时间,而 \sigmaσ、\rhoρ 和 \betaβ 则是系统的参数。这些参数的取值会影响洛伦兹系统的动态行为。

系统特点:

敏感依赖于初始条件: 洛伦兹系统展现出敏感依赖于初始条件的特点,即微小的初始条件变化可能导致长时间内的轨迹发生巨大的分离。

奇异吸引子: 洛伦兹系统的相空间中,轨迹围绕着一个被称为"奇异吸引子"的复杂结构。这个吸引子是一个分形结构,展现了无规则且不可重复的形态。

周期性和混沌性共存: 洛伦兹系统在参数空间内可以存在周期性行为和混沌行为,这种现象被称为"周期倍增路线到混沌"。

混沌的产生原理: 洛伦兹混沌系统的混沌行为来源于非线性项的存在。当参数取值在一定范围内,非线性项的影响会导致相空间中的轨迹错综复杂地交织在一起,这使得系统的演化变得高度不可预测。

洛伦兹混沌系统是混沌现象的经典范例,它揭示了非线性系统的复杂行为和对初始条件的敏感性。通过简单的数学方程,洛伦兹系统展现出了无法预测的、高度不稳定的轨迹,这一发现在混沌理论的发展中具有重要地位,深刻影响了许多领域,包括天气预测、物理学、生物学等。

5.算法完整程序工程

OOOOO

OOO

O

相关推荐
DS小龙哥1 小时前
基于Zynq FPGA的雷龙SD NAND存储芯片性能测试
fpga开发·sd nand·雷龙·spi nand·spi nand flash·工业级tf卡·嵌入式tf卡
上理考研周导师10 小时前
第二章 虚拟仪器及其构成原理
fpga开发
FPGA技术实战12 小时前
《探索Zynq MPSoC》学习笔记(二)
fpga开发·mpsoc
bigbig猩猩1 天前
FPGA(现场可编程门阵列)的时序分析
fpga开发
Terasic友晶科技1 天前
第2篇 使用Intel FPGA Monitor Program创建基于ARM处理器的汇编或C语言工程<二>
fpga开发·汇编语言和c语言
码农阿豪1 天前
基于Zynq FPGA对雷龙SD NAND的测试
fpga开发·sd nand·spi nand·spi nand flash·工业级tf卡·嵌入式tf卡
江山如画,佳人北望1 天前
EDA技术简介
fpga开发
淘晶驰AK1 天前
电子设计竞赛准备经历分享
嵌入式硬件·fpga开发
最好有梦想~1 天前
FPGA时序分析和约束学习笔记(4、IO传输模型)
笔记·学习·fpga开发