[发明专利]概率随机数发生器和生成含概率随机位的数据位流的方法

权利要求书

1.一种概率随机数发生器，包括：

存储器单元，包括磁隧道结(MTJ)；以及

可变电流源，耦合至所述磁隧道结，所述可变电流源配置为分别在多个时隙中分别向所述磁隧道结提供多个预定电流脉冲波形，以分别生成包括多个概率随机位的位流，其中，预定电流脉冲波形具有与所述磁隧道结的不同切换概率对应的不同电流幅度和/或脉冲宽度。

2.根据权利要求1所述的概率随机数发生器，其中，所述多个预定电流脉冲波形包括与所述磁隧道结的至少三个不同的相应切换概率对应的至少三个不同的预定电流脉冲波形。

3.根据权利要求1所述的概率随机数发生器，还包括：

控制器，配置为根据概率随机值从所述多个预定电流脉冲波形中选择预定电流脉冲波形，以使所述磁隧道结从第一数据状态切换至第二数据状态，对于所述磁隧道结从所述第一数据状态切换至所述第二数据状态，所述概率随机值在10％和90％之间。

4.根据权利要求3所述的概率随机数发生器：

其中，第一预定电流脉冲波形具有与所述磁隧道结从所述第一数据状态切换至所述第二数据状态的第一切换概率对应的第一幅度和/或第一脉冲宽度，并且

其中，第二预定电流脉冲波形具有与所述磁隧道结从所述第一数据状态切换至所述第二数据状态的第二切换概率对应的第二幅度和/或第二脉冲宽度，所述第二切换概率与所述第一切换概率不同。

5.根据权利要求4所述的概率随机数发生器，其中，所述第一幅度和/或所述第一脉冲宽度小于所述第二幅度和/或所述第二脉冲宽度，并且所述第一切换概率小于所述第二切换概率。

6.根据权利要求4所述的概率随机数发生器，其中，所述第一切换概率在10％至90％之间，并且其中，所述第二切换概率也在10％至90％之间，但是不同于所述第一切换概率。

7.根据权利要求4所述的概率随机数发生器：

其中，所述多个预定电流脉冲波形中的第三预定电流脉冲具有第三电流幅度和第三脉冲宽度，所述第三电流幅度和所述第三脉冲宽度配置为以至少99.99％的概率将所述磁隧道结从所述第一数据状态切换至所述第二数据状态；并且

其中，所述多个预定电流脉冲波形中的第四预定电流脉冲具有第四电流幅度和第四脉冲宽度，所述第四电流幅度和所述第四脉冲宽度配置为以至少99.99％的概率将所述磁隧道结从所述第二数据状态切换至所述第一数据状态。

8.根据权利要求1所述的概率随机数发生器，其中，所述可变电流源包括：

多个电流路径，彼此并联设置；

多个磁隧道结，分别在所述多个电流路径上；以及

多个晶体管，分别布置在所述多个电流路径上，其中，每个电流路径包括在所述电流路径上串联布置的相应的晶体管和相应的磁隧道结。

9.一种生成包括概率随机位的数据的位流的方法，包括：

提供处于第一数据状态的磁隧道结(MTJ)；以及

从多个预定电流脉冲波形中选择第一预定电流脉冲波形，并且当所述磁隧道结处于所述第一数据状态时将所述第一预定电流脉冲波形施加至所述磁隧道结；

其中，所述预定电流脉冲波形具有与所述磁隧道结从所述第一数据状态切换至第二数据状态的不同切换概率对应的不同电流幅度和/或脉冲宽度。

10.一种概率随机数发生器，包括：

存储器单元，包括可变电阻器，所述可变电阻器配置为在与第一电阻对应的第一稳定数据状态和与第二电阻对应的第二稳定数据状态之间切换，所述第二电阻不同于所述第一电阻；

可变电流源，其耦合至所述可变电阻器并且配置为提供多个预定电流脉冲波形；以及

控制器，配置为通过在第一时隙期间向所述可变电阻器施加所述多个预定电流脉冲波形中的第一预定电流脉冲波形来将所述第一稳定数据状态写入至所述存储器单元，通过在第二时隙期间向所述存储器单元施加所述多个预定电流脉冲波形中的第二预定电流脉冲波形来将所述第二稳定数据状态写入至所述可变电阻器，以及通过在第三时隙期间将所述多个预定电流脉冲波形中的第三预定电流脉冲波形施加至所述可变电阻器来将概率随机数据状态写入至所述可变电阻器。