[发明专利]随机数发生器

权利要求书

1.一种用于产生随机输出值的电路，包括：

双稳态电路，具有在其中输出0或1的两种稳定状态并且具有在其中输出0与1之间的浮点值的平衡亚稳定状态，所述双稳态电路在接通后从所述亚稳定状态转变为所述稳定状态之一，所述状态取决于所述双稳态电路的端口上的电压电平；

电压电平控制电路，用于控制所述双稳态电路的所述端口上的电压电平；

时间测量电路，用于测量所述双稳态电路在接通之后从所述亚稳定状态转变为所述稳定状态之一所需的转变时间；以及

控制逻辑，用于控制所述时间测量电路、所述电压电平控制电路和所述双稳态电路的断开与接通，所述控制逻辑适于执行以下序列：控制所述电压电平控制电路来设置所述双稳态电路的所述端口上的预定电压电平，接通所述双稳态电路，检测所测量的转变时间，并断开所述双稳态电路，以及若所测量的转变时间大于预定值，则输出所述双稳态电路的转变后的稳定状态作为所述随机输出值。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制逻辑适于连续执行所述序列以输出多个随机输出值。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，响应所测量的转变时间不大于多个连续序列的所述预定值，所述控制逻辑适于执行复位操作，所述复位操作包括对所述双稳态电路的所述端口上的不同的设置电压电平多次执行所述序列，并且在所述复位操作期间不输出转变后的稳定状态；以及在所述复位操作之后，所述控制逻辑适于将所述预定电压电平复位成在所述复位操作期间输出最长平均转变时间的电压电平值。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述复位操作期间，控制逻辑适于针对序列的初始和后续集合将所述设置电压电平修正一预定量，使得所述平均转变时间增加，然后针对序列的另一个集合将所述设置电压电平修正所述预定量，直到所述平均转变时间减小。

5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述复位操作期间，所述控制逻辑适于修正接通时的所述电压电平，以与先前序列相比增加所述平均转变时间，以及响应所述平均转变时间超过所述预定值，来将所述电压电平设置为所述预定电压电平。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述预定值存储在所述电路的数据存储器中。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述预定值响应所述控制电路执行校准操作而产生，所述校准操作包括：对不同的设置电压电平多次执行所述序列而不输出转变后的稳定状态并确定最长平均转变时间，所述控制电路适于多次执行其它序列，其中所述电压电平设置为产生所述最长平均转变时间的所述电压电平，所述控制电路适于分析所述其它序列所产生的转变后的稳定状态，以确定所述锁存器是否在接通时处于所述亚稳定状态，以及是否将存储所述其它序列的所述最长平均转变时间作为所述预定值。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，若所述分析确定所述锁存器在接通时未处于所述亚稳定状态，则所述电路可用于输出出错指示符。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路包括另一个端口，所述端口和所述另一个端口输出所述输出值，所述电压电平控制电路通过在所述另一个端口上提供恒定电压并在所述端口上提供所述设置电压电平，来控制接通时所述端口与所述另一个端口之间的电压差。

10.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述双稳态电路包括交叉耦合逆变器对。

11.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述双稳态电路由高和低电压干线供电，所述控制电路适于通过提供所述高和低电压干线上的电压差来接通所述双稳态电路，以及适于通过提供等于所述电压干线的每一个上的所述电压差的一半的电压来断开所述双稳态电路。

12.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述时间测量电路包括计数器，所述计数器包括各由所述双稳态电路的逐渐延迟的接通信号作为时钟脉冲的触发器的串联阵列，所述计数器响应指示所述双稳态电路已经转变到稳定状态的信号而停止。

13.如权利要求1所述的电路，其特征在于，多次产生所述随机输出值，所述多个随机输出值作为随机数被输出。

14.一种用于产生随机数的电路，包括多个如权利要求1所述的电路，它们的输出端相互并联设置。