[发明专利]真随机数乱源产生电路

权利要求书

1.一种真随机数乱源产生电路，其特征在于，所述真随机数乱源产生电路包括：若干环震荡器及若干乱源接收器，各环震荡器连接对应的乱源接收器；

各环震荡器包括环选择器和若干反向器；所述环选择器的输出端连接一反相器，各反相器依次串接；设定反相器的输出端还连接所述环选择器的输入端；

各乱源接收器包括逻辑混合器、至少两个D触发器、比较器及不稳态计数器；所述逻辑混合器的输出端分别连接各D触发器的输入端，各D触发器的输出端连接对应比较器的输入端，所述比较器的输出端连接不稳态计数器的输入端。

2.根据权利要求1所述的真随机数乱源产生电路，其特征在于：

所述真随机数乱源产生电路包括n+1个环震荡器，各环震荡器包括m+1个反向器；其中，n为正整数，m为偶数；

环震荡器i中，第j个反向器的输出定义为cij,所述环选择器作为环震荡器的输入端；其中，0≤i≤n，0≤j≤m；j为偶数时，第j个反向器的输出端连接对应环选择器的输入端。

3.根据权利要求2所述的真随机数乱源产生电路，其特征在于：

所述真随机数乱源产生电路包括n+1个乱源接收器；前级环震荡器的反向器输出cij作为对应乱源接收器的输入；

所述逻辑混和器把cij中任意挑选数个出来用逻辑闸汇集到1比特,逻辑混和器输出同时接到至少两个D触发器输入；

各乱源接收器包括两个D触发器，分别为第一D触发器及第二D触发器；第一D触发器的输出为乱源产生器输出,可提供随机数产生器乱源,因为总共有n+1个乱源接收器,因此每个时脉周期可以提供n+1个乱源比特；第二D触发器用于检测乱源是否处于不稳态；

两个D触发器的输出利用比较器接在一起,并把比较器的输出结果输送至不稳态计数器,每当两个D触发器输出结果不同时比较器输出1,不稳态计数器则加1；所述不稳态计数器在配置的单位时间内计数,计数的结果是单位时间内发生不稳态的次数,用于评估此乱源的性能。

4.根据权利要求1所述的真随机数乱源产生电路，其特征在于：

在芯片设计阶段按照上述架构设计乱源产生器,当芯片流片归来后,初次开机按照下列步骤调整乱源：

(1)初始化n,wn,u都为0,而s为2；

(2)配置环n选择器为s；

(3)读取环n不稳态计数器值到u；

(4)若当前u大于上一轮的u’,则wn等于s,反之不更新wn,接着更新s等于s’加2并重复步骤(1)～步骤(3)直到s等于m；

(5)记录wn值,n等于n’加1,重复步骤(1)～步骤(4)得到所有w0～wn的值,并把把wn值存储到非挥发性存储器中；

(6)后续开机把wn的值从非挥发性存储器读出并配置到chain_n_select后即可正常使用乱源产生器,不再重复步骤(1)～步骤(5)。