[发明专利]一种混沌真随机数发生电路及发生方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种混沌真随机数发生电路及发生方法。

背景技术

混沌是非线性动力系统的一种确定的类似随机的现象，由于混沌动力系统对初始条件和混沌参数的极端敏感性，而能产生大量的非周期连续宽带频谱、类似噪声且确定可再生的混沌信号，因而特别适用于真随机数发生器。

真随机数发生器在信息安全、遥测遥控、数字通信及密码学等领域具有广泛的应用，是关乎信息安全战略的一项极其重要的基础研究，近年来对高质量高性能的真随机数发生器的需求与日俱增，该研究领域受到国内外研究机构与学者的广泛关注。

实现混沌随机数的现有技术方案有很多，主要包括利用开关电容技术、模数转换电路技术及开关电流技术等

利用开关电流来实现混沌随机数电路相比于其它技术来说，更容易电路实现，另外在降低失调、失配、非理想因素等方面开关电流技术的优势也比较突出，开关电流技术往往借助全差分结构实现，所以在电路规模、电流消耗上都比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何在电路规模相对较小的情况下降低混沌真随机数发生电路的电流消耗，提升随机性及可靠性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种混沌真随机数发生电路，包括：

第一混沌环路、第二混沌环路、第一减法器、第二减法器；

所述第一减法器用于将输入的第一环路电流值与参考电流值之差输出给所述第二混沌环路；

所述第二减法器用于将输入的第二环路电流值与所述参考电流值之差输出给所述第一混沌环路；

所述第一混沌环路用于当收到所述第二环路电流值与所述参考电流值之差时，将该差值乘以k后作为所述第一环路电流值；当所述第一环路电流值大于所述参考电流值时，将所述第一环路电流值输出给所述第一减法器；当所述第一环路电流值不大于所述参考电流值时，将所述参考电流值与所述第一环路电流值之差乘以k后作为新的所述第一环路电流值；

所述第二混沌环路用于当收到所述第一环路电流值与所述参考电流值之差时，将该差值乘以k，并将电流方向改为和原来相反后作为所述第二环路电流；当所述第二环路电流值大于所述参考电流值时，将所述第二环路电流值输出给所述第二减法器；当所述第二环路电流值不大于所述参考电流值时，将所述参考电流值与所述第二环路电流值之差乘以k，并将电流方向改为和原来相反后作为新的所述第二环路电流值；

其中，k为电流比例系数。

可选地，k在1.75到2之间，不包括1.75和2。

可选地，所述第一混沌环路包括：

第一比较器、第三减法器和第一乘法器；

所述第一乘法器用于将输入的电流值乘以k后作为所述第一环路电流值输出给所述第一比较器；

所述第一比较器用于判断所述第一环路电流值是否大于所述参考电流值；如果大于则将所述第一环路电流值输出给所述第一减法器；如果不大于则将所述第一环路电流值输出给所述第三减法器；

所述第三减法器用于将所述参考电流与所输入的所述第一环路电流值之差输出给所述第一乘法器；

所述第二混沌环路包括：

第二比较器、第四减法器和第二乘法器；

所述第二乘法器用于将输入的电流值乘以k，并将电流方向改为和原来相反后作为所述第二环路电流值输出给所述第二比较器；

所述第二比较器用于判断所述第二环路电流值是否大于所述参考电流值；如果大于则将所述第二环路电流值输出给所述第一减法器；如果不大于则将所述第二环路电流值输出给所述第四减法器；

所述第四减法器用于将所述参考电流与所输入的所述第二环路电流值之差输出给所述第二乘法器。

可选地，所述的电路还包括：

用于输出不交叠的第一时钟信号和第二时钟信号的控制模块；

所述第一减法器为N型MOS管，源极接低电平；所述第二减法器为P型MOS管，源极接高电平，漏极接所述第一减法器的漏极；

所述第一混沌电路包括：

第一MOS管和第二MOS管，均为P型MOS管，源极均连接高电平，栅极分别连接所述第一时钟信号；第二MOS管的漏极和栅极相连；

第三MOS管和第四MOS管，均为N型MOS管，源极均连接低电平，栅极分别连接所述第二时钟信号；第四MOS管的栅极连接所述第一减法器的栅极；第三MOS管的栅极和漏极相连，并连接所述第一MOS管的漏极；

第一开关，包括第一端和第二端；

第二开关，包括第一端和第二端；