[发明专利]一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路

权利要求书

1.一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述集成电路包括多回路布尔振荡环电路和熵采样电路，其中，

所述多回路布尔振荡环电路，用以产生无规则的布尔振荡输出信号，包括N个基本振荡单元和N个延时单元；

所述熵采样电路，用于对多回路布尔振荡环电路产生的振荡信号进行采样获得原始的随机序列，包括N个并列设置的D触发器，以及与D触发器输出端连接的两输入异或门链，两输入异或门链包括N-1个两输入异或门；

其中，基本振荡单元数目与D触发器数目一致，N1。

2.根据权利要求1所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述多回路布尔振荡环电路的第i个基本振荡单元的输出端out_i与第i+1个基本振荡单元的输入端in_i+1相连，第N个基本振荡单元的输出端out_N与第1个基本振荡单元的输入端in₁相连，N个基本振荡单元构成具有较多分支、带有复杂振荡反馈的环形结构，i表示基本振荡单元的序号，。

3.根据权利要求2所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述第i个基本振荡单元的输出端out_i与第i+1个基本振荡单元的输入端in_i+1之间设置第i个延时单元；所述第N个基本振荡单元的输出端out_N与第1个基本振荡单元的输入端in₁之间设置第N个延时单元，延时单元的数量与基本振荡单元的数量相同，延时单元延时的数值和基本振荡单元中两输入异或门的延时基本相同。

4.根据权利要求3所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述基本振荡单元，包括异或门XOR0、异或门XOR1、异或门XOR2以及反相器INV，异或门XOR0和异或门XOR1形成交叉反馈的结构；异或门XOR0的一个输入端为基本振荡单元的输入端口in，异或门XOR0的另一个输入端与异或门XOR1的输出端相连；异或门XOR1的一个输入端与异或门XOR0的输出端连接，异或门XOR1的另一个输入端与反相器INV的输出端连接，反相器INV的输入端与异或门XOR2的输出端out连接；异或门XOR2的输出端为基本振荡单元的输出端口out，异或门XOR0的输出端和异或门XOR1的输出端分别与异或门XOR2的两个输入端连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述熵采样电路的第i个D触发器的输入端与多回路布尔振荡环电路中第i个基本振荡单元的输出端out_i相连，N个D触发器连接同一个时钟，通过同一时钟驱动，在同一时钟边沿采得N比特的原始随机数，i表示D触发器的序号。

6.根据权利要求5所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述第i个D触发器的输入端与多回路布尔振荡环电路中第i个基本振荡单元的输出端out_i相连，N个D触发器使用同一个时钟驱动，N个D触发器的输出经过两输入异或门链得到最终的随机数输出。

7.根据权利要求6所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述两输入异或门链中第一个D触发器的输出端和第二个D触发器的输出端分别与第一个两输入异或门的两个输入端口相连接；第一个两输入异或门的输出端和第三个D触发器的输出端分别与第二个两输入异或门的两个输入端口相连接；以此类推，第i个两输入异或门的输出端和第i+2个D触发器的输出端分别与第i+1个两输入异或门的两个输入端口相连接；第i+1个两输入异或门的输出端为整个熵源电路的输出端。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于多回路布尔振荡环的数字熵源集成电路，其特征在于，所述异或门XOR0、异或门XOR1、异或门XOR2均为两输入异或门。