[发明专利]真随机数发生装置及发生方法

权利要求书

1.一种真随机数发生装置，其特征在于，包括控制模块、随机数发生模块和随机数读取模块；

所述随机数发生模块包括自旋轨道矩层以及设于所述自旋轨道矩层上的多个磁隧道结；

所述控制模块用于基于用户的随机数生成指令形成随机数生成信号；

所述随机数读取模块用于基于所述控制模块传输的随机数生成信号向两个所述磁隧道结输入预设信号，基于所述预设信号的放电情况得到随机数输出信号；

所述随机数读取模块包括读取电路和选位模块；

所述控制模块进一步用于形成选位信号；

所述选位模块用于根据所述控制模块传输的选位信号将所述读取电路与选定的两个磁隧道结连通；

所述读取电路用于基于所述控制模块传输的随机数生成信号向两个所述磁隧道结输入预设信号，基于所述预设信号的放电情况得到随机数输出信号；

所述读取电路包括第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件、第六开关元件和第七开关元件；

所述第一开关元件、第二开关元件、第四开关元件和第五开关元件的第一端与预设电压连接，所述预设电压用于形成预设信号；

所述第一开关元件和第二开关元件的第二端与所述第三开关元件的第一端、第四开关元件和第六开关元件的控制端以及第一信号输出端分别连接；

所述第一开关元件和所述第五开关元件的控制端与所述控制模块连接，用于接收所述控制模块传输的随机数生成信号；

所述第四开关元件和第五开关元件的第二端与所述第六开关元件的第一端、第二开关元件和第三开关元件的控制端以及第二信号输出端分别连接；

所述第三开关元件和所述第六开关元件的第二端分别与所述选位模块连接；

所述第七开关元件的第一端与接地端连接，第二端与所述自旋轨道矩层连接，控制端与所述控制模块连接，用于接收所述控制模块传输的随机数生成信号；

所述装置进一步包括初始化重置模块；

所述控制模块进一步用于基于用户的复位控制指令形成复位信号；

所述初始化重置模块用于基于所述控制模块传输的复位信号向所述自旋轨道矩层输入复位电流以使随机数发生模块的多个磁隧道结的阻态变为高阻态或低阻态；

所述自旋轨道矩层长度方向的两端分别设置有用于输入所述复位电流的第一电极和第二电极；

所述初始化重置模块包括第八开关元件和第九开关元件；

所述第八开关元件的第一端与电压端连接，第二端与所述第一电极连接，控制端与所述控制模块连接，用于接收所述控制模块传输的复位信号；

所述第九开关元件的第一端与接地端连接，第二端与所述第二电极连接，控制端与所述控制模块连接，用于接收所述控制模块传输的复位信号。

2.根据权利要求1所述的真随机数发生装置，其特征在于，所述磁隧道结包括自上向下设置的电极层、合成反铁磁层、第二铁磁金属层、氧化物层和第一铁磁金属层。

3.根据权利要求1所述的真随机数发生装置，其特征在于，所述磁隧道结为椭圆形，所述椭圆形的长轴垂直于自旋轨道矩层的长度方向。

4.一种基于如权利要求1-3任一项所述的真随机数发生装置的真随机数发生方法，其特征在于，所述方法包括：

基于用户的随机数生成指令形成随机数生成信号；

基于随机数生成信号向随机数发生模块的两个磁隧道结输入预设信号，并基于所述预设信号的放电情况得到随机数输出信号，其中，所述随机数发生模块包括自旋轨道矩层以及设于所述自旋轨道矩层上的多个磁隧道结；

所述方法进一步包括：

基于用户的复位控制指令形成复位信号；

基于所述复位信号向所述自旋轨道矩层输入复位电流以使所述多个磁隧道结的阻态变为高阻态或低阻态。