[发明专利]随机数产生装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种随机数的产生装置及其方法，尤其是一种应用不同时钟源 来产生随机数的装置及其方法。

背景技术

随着电子系统的发展与广泛应用，在电子系统中使用的随机数也得到越来 越广泛的应用。在这些应用中，尤其是在保障安全的加密算法中，随机数的产 生至关重要。随机数的产生方法目前有很多种，例如，其可以是利用软件编程 的方法产生。具体可以是使用java、VB等编程语言进行程序编写，然后运行程 序即可产生随机数。此类方法比较简单。

使用软件编程的方法产生随机数，虽然简单，但是其有一个问题就是，如 果反复执行程序，即可得到同样的随机数。若是这样，则产生的随机数则不是 真正意义的随机数，而是伪随机数。若产生伪随机数则就没有意义，若其应用 于加密方面，则就会导致加密失败。

因此，亟待提出一种新的随机数产生方法及其装置，以解决现有技术中的 缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种随机数产生装置及其方法。

为了达到上述目的，本发明的一个实施方式提供了一种随机数产生装置， 其包括有第一时钟源、第二时钟源、计数器及计时器，其中第一、第二时钟 源及计时器与计数器连接。第一时钟源和第二时钟源向计数器输入方波时钟 脉冲信号。计数器在第二时钟源输入的方波时钟脉冲信号处于上升沿或是下 降沿时，其会对第一时钟源输入的方波时钟脉冲信号进行采样，若其处于高 电平位或是处于低电平位时，则进行计数；反之，则不计数。计时器用于限 定计数器计数的时间，其会在设定时间到达后通知计数器停止计数。

进一步的，检测的方式可以是，计数器在第二时钟源输入的方波时钟脉冲 信号处于上升沿时，其对第一时钟源输入的方波时钟脉冲信号进行采样，若其 处于高电平位或是低电平位时，则进行计数。或是，计数器在第二时钟源输入 的方波时钟脉冲信号处于下降沿时，其对第一时钟源输入的方波时钟脉冲信号 进行采样，若其处于高电平位或是低电平位时，则进行计数。进一步的，在其 他实施方式中，也可以是计数器在第一时钟源输入的方波时钟脉冲信号处于上 升沿时，其会对第二时钟源输入的方波时钟脉冲信号进行采样，由于采样计数 情况与上述类似，此处不再赘述。

也就是说，本发明采用的采样计数方法，不论是以第二时钟源输入的方 波时钟脉冲信号处于上升沿或是下降沿来检测第一时钟源输入的方波时钟 脉冲信号，以进行计数，还是以第一时钟源输入的方波时钟脉冲信号处于上 升沿或是下降沿来检测第二时钟源输入的方波时钟脉冲信号，以进行计数。 都是可以的。具体采用何种方式可随具体需要而定，并不限制。

进一步的，在不同实施方式中，涉及使用的时钟源可以是业界已知的任何 可输出方波时钟脉冲信号的元件，例如晶体振荡器。对于晶体振荡器而言，其 所具有的两个参数比较关键，分别是：频率准确度(即精度)以及频率稳定 度(即抖动)。对于精度而言，例如，假设使用的晶体振荡器的频率是12M， 但它的实际可能是12.0001M或者11.9999M。而抖动，例如频率是200M的 晶体振荡器，它的周期为5ns，但当前周期可能为5.001ns，上一个周期可能为 4.999ns。

进一步的，本发明涉及使用两个不同频率的时钟源，由于上面说明的精度 和抖动的原因，使得两个时钟源在不同的预定时间段内，输出的频率和周期都 是不固定的，两者之间具有一定的抖动性，进而也就使得计数器采样计数获得 的数值具有很大的随机性。

进一步的，在不同实施方式中，第一时钟源与计时器连接向其输入方波时 钟脉冲信号以启动该元件。

进一步的，在不同实施方式中，第二时钟源与计时器连接向其输入方波时 钟脉冲信号以启动该元件。

进一步的，在不同实施方式中，使用的第二时钟源为变频元件，其与第一 时钟源连接，其所输出的方波时钟脉冲信号频率是对第一时钟源输入的方波时 钟脉冲信号频率进行变频而产生的。变频元件的引入使用，一方面可以因为减 少使用一个时钟源而降低成本，另一方面，由于变频元件自身的特性使得，其 输出的变频频率与输入源时钟频率之间具有一定的抖动性，从而保证了不同的 预定时间段内，计数器采样获得的计数的随机性。