[发明专利]随机数产生装置及包含该装置的超高频射频识别标签

说明书

技术领域

本发明涉及一种随机数产生装置，本发明还涉及一种超高频射频识别标签。

背景技术

超高频射频识别(Ultra High Frequency Radio Frequency Identification，简称UHF RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，在快速扫描、小型化、抗污染、耐久性好、可重复使用、可穿透性阅读、数据记忆量大和数据可靠安全等方面有着巨大的优势，正广泛应用于各种行业，如物流仓储、智能交通、自动收费、海空港口货物管理、超市零售管理、医疗器械管理、邮政货物追踪等等，而且在边境管理、人员安全、体育运动方面也有广阔的应用天地，推动全球数字智能管理的发展。

无源UHF RFID标签由于其通过天线接收读写器发射的电磁波能量而启动，因此要求其功耗低，通常该类芯片的功耗要求在30uW以下，这样对系统中各个模块的功耗要求是极其苛刻的。当读写器的电磁场中存在不止一个标签，防碰撞机制在所难免，通常的做法是在标签中内建一个随机数产生装置，用于提供随机数或者产生随机数的来源。

如图1、2所示，现有的随机数产生装置的原理是将噪声作为随机数的源头，先将噪声放大到过滤器能够有效处理的幅度，然后将放大过的信号分成两路，一路直接送入比较器的输入端之一，另一路经过滤波后送入比较器的另一输入端，通过比较器的比较产生随机数。根据对最终输出要求的不同，可以通过平滑电路来进行数据的后处理。

因为需要对较小噪声进行放大后才能进行比较，现有的随机数产生装置的缺点是功耗过大，而且通常的输入缓冲放大装置、比较器都是有源电路，功耗都在10uW～100uW左右，如果速度较高，其功耗会更大。现有的随机数产生装置功耗通常在10uW～100u。对于UHF RFID标签这样的极低功耗要求的应用来说，这样的功耗是不能够接受的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种低功耗的随机数产生装置及包含该装置的超高频射频识别标签。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种随机数产生装置，包括随机过程产生器、第一采样保持器、第二采样保持器和比较器，所述第一采样保持器连接在随机过程产生器第一输出端和比较器第一输入端之间，所述第二采样保持器连接在随机过程产生器第二输出端和比较器第二输入端之间；所述第一采样保持器保存随机过程产生器产生的第一输出值并输出至比较器的第一输入端，所述第二采样保持器保存随机过程产生器产生的第二输出值并输出至比较器的第二输入端，所述比较器比较第一输出值和第二输出值并产生随机数。

所述随机过程产生器包括环形振荡器，所述环形振荡器包括2N+1个首尾相连的反相器，其中任一所述反相器的输入端和输出端分别构成随机过程产生器第一输出端和第二输出端。

所述随机过程产生器还包括箝位电路，所述箝位电路与第一输出端和第二输出端相连，用于对第一输出端和第二输出端的输出电压进行箝位。

所述箝位电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管阳极与第二输出端相连，所述第一二极管阴极与第一输出端相连，所述第二二极管阳极与第一输出端相连，所述第一二极管阴极与第二输出端相连。

所述第一采样保持器包括第一控制开关和第一电容，所述第一控制开关连接在第一输出端和第一电容第一端之间，所述第一电容第二端接地；所述第二采样保持器包括第二控制开关和第二电容，所述第二控制开关连接在第二输出端和第二电容第一端之间，所述第二电容第二端接地。

所述比较器包括时钟控制开关管和交叉耦合器，所述第一电容第一端与交叉耦合器第一端相连，所述第二电容第一端与交叉耦合器第二端相连，所述时钟控制开关管连接在电源和交叉耦合器第三端之间。

一种超高频射频识别标签，包括随机数产生装置，所述随机数产生装置包括随机过程产生器、第一采样保持器、第二采样保持器和比较器，所述第一采样保持器连接在随机过程产生器第一输出端和比较器第一输入端之间，所述第二采样保持器连接在随机过程产生器第二输出端和比较器第二输入端之间；所述第一采样保持器保存随机过程产生器产生的第一输出值并输出至比较器的第一输入端，所述第二采样保持器保存随机过程产生器产生的第二输出值并输出至比较器的第二输入端，所述比较器比较第一输出值和第二输出值并产生随机数。