專(zhuān)利名稱(chēng)：一種反饋型高強(qiáng)度真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型涉及一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，具體涉及一種反饋型高強(qiáng)度真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
技術(shù)背景:隨機(jī)數(shù)是沒(méi)有任何必然性的反映產(chǎn)生的數(shù)，其在統(tǒng)計(jì)學(xué)、密碼學(xué)、以及信息安全領(lǐng)域和民用領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)有多種不同的方法，這些方法被稱(chēng)為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。隨機(jī)數(shù)最重要的特性是它在產(chǎn)生時(shí)后面的那個(gè)數(shù)與前面的那個(gè)數(shù)毫無(wú)關(guān)系。隨機(jī)數(shù)分為真隨機(jī)和偽隨機(jī)數(shù)兩大類(lèi)。偽隨機(jī)數(shù)列是“似乎”隨機(jī)的數(shù)，實(shí)際上是通過(guò)一個(gè)固定的、可以重復(fù)的計(jì)算方法產(chǎn)生的，因此并不是真正地隨機(jī)，但是它們具有類(lèi)似于隨機(jī)數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征。其發(fā)生器叫做偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。真正的隨機(jī)數(shù)是使用物理現(xiàn)象產(chǎn)生的:比如擲骰子、雨滴散布、核裂變中的現(xiàn)象等等，這種物理性隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)不方便、技術(shù)要求復(fù)雜。常用的真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生辦法是利用電子元件特有的隨機(jī)噪音(比如，器件內(nèi)電子的隨機(jī)抖動(dòng)等)轉(zhuǎn)化為隨機(jī)數(shù)。在很多關(guān)鍵性應(yīng)用，比如在密碼學(xué)和信息安全技術(shù)中，都需使用真正的隨機(jī)數(shù)，而且需要數(shù)據(jù)更隨機(jī)、即強(qiáng)度更高。而現(xiàn)有的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)強(qiáng)度不高，使用時(shí)還存在一定的局限性。實(shí)用新型內(nèi)容:本實(shí)用新型的目的是提供一種反饋型高強(qiáng)度真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，它能彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器相結(jié)合，把所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)列通過(guò)反饋回路反饋至真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路的輸入端，進(jìn)而產(chǎn)生更高強(qiáng)度的隨機(jī)數(shù)；利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的較低功耗，降低系統(tǒng)的總體功耗。為了解決背景技術(shù)所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案:它包括真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的I腳接偏置電壓，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的2腳和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的3腳均與使能EN控制端連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的2腳接時(shí)鐘信號(hào)，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的輸出端與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的I腳連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的輸出端與真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的3腳連接。所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I還包括高頻振蕩器1-1、低頻振蕩器1-2及采樣器1-3，高頻振蕩器1-1的I腳接頻率控制信號(hào)，使能EN控制端分別與高頻振蕩器1-1的2腳、低頻振蕩器1-2的輸入端及采樣器1-3的2腳連接，采樣器1-3的I腳與高頻振蕩器1-1的輸出端連接，低頻振蕩器1-2連接偏置電壓，低頻振蕩器1-2的輸出端與采樣器1-3的3腳連接。所述的高頻振蕩器1-1工作電壓為Vdd，系統(tǒng)工作受使能信號(hào)En控制，通過(guò)一個(gè)五級(jí)環(huán)形振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)，環(huán)形振蕩器通過(guò)外部頻率控制端的輸入信號(hào)，控制每級(jí)的工作電流，從而產(chǎn)生所需的振蕩頻率信號(hào)。[0009]所述的低頻振蕩器1-2工作電壓為Vdd，系統(tǒng)工作受使能信號(hào)En控制，通過(guò)一個(gè)五級(jí)的環(huán)形振蕩器產(chǎn)生低頻振蕩信號(hào)，由于環(huán)形振蕩器中每級(jí)的工作電流由外部偏置電壓(Vref)決定，產(chǎn)生頻率信號(hào)保持穩(wěn)定。所述的采樣器1-3工作電壓為Vdd，系統(tǒng)工作受使能信號(hào)En控制，采樣電路是一個(gè)典型的D觸發(fā)器(DFF電路)，其采樣頻率為低頻振蕩器的輸出頻率，采樣對(duì)象為帶有隨機(jī)上升下降沿抖動(dòng)特性的的高頻振蕩器輸出信號(hào)。所述的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2工作電壓Vdd，系統(tǒng)受使能信號(hào)EN控制，由外部時(shí)鐘提供同步信號(hào)，由一個(gè)16位循環(huán)移位寄存器和三個(gè)異或門(mén)電路組成。其中，在16位循環(huán)移位寄存器序列的第13寄存器的輸出和第15寄存器的輸出進(jìn)行異或操作，其結(jié)果和第12寄存器的輸出進(jìn)行異或操作，其結(jié)果與外部輸入的真隨機(jī)數(shù)列進(jìn)行異或操作，其結(jié)果作為循環(huán)移位寄存器中的第16寄存器的輸入,該寄存器的輸出作為偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路的輸出，并且反饋回到第I移位寄存器，作為其輸入。本實(shí)用新型能彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器相結(jié)合，把所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)列通過(guò)反饋回路反饋至真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路的輸入端，進(jìn)而產(chǎn)生更高強(qiáng)度的隨機(jī)數(shù)；利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的較低功耗，降低系統(tǒng)的總體功耗。

:圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型中真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型中偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
:參看圖1-圖3，本具體實(shí)施方式
采用以下技術(shù)方案:它包括真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的I腳接偏置電壓，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的2腳和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的3腳均與使能EN控制端連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的2腳接時(shí)鐘信號(hào)，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的輸出端與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的I腳連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2的輸出端與真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I的3腳連接。所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器I還包括高頻振蕩器1-1、低頻振蕩器1-2及采樣器1-3，高頻振蕩器1-1的I腳接頻率控制信號(hào)，使能EN控制端分別與高頻振蕩器1-1的2腳、低頻振蕩器1-2的輸入端及采樣器1-3的2腳連接，采樣器1-3的I腳與高頻振蕩器1-1的輸出端連接，低頻振蕩器1-2連接偏置電壓，低頻振蕩器1-2的輸出端與采樣器1-3的3腳連接。所述的高頻振蕩器1-1工作電壓為Vdd，系統(tǒng)工作受使能信號(hào)En控制，通過(guò)一個(gè)五級(jí)環(huán)形振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)，環(huán)形振蕩器通過(guò)外部頻率控制端的輸入信號(hào)，控制每級(jí)的工作電流，從而產(chǎn)生所需的振蕩頻率信號(hào)。所述的低頻振蕩器1-2工作電壓為Vdd，系統(tǒng)工作受使能信號(hào)En控制，通過(guò)一個(gè)五級(jí)的環(huán)形振蕩器產(chǎn)生低頻振蕩信號(hào)，由于環(huán)形振蕩器中每級(jí)的工作電流由外部偏置電壓(Vref)決定，產(chǎn)生頻率信號(hào)保持穩(wěn)定。所述的采樣器1-3工作電壓為Vdd，系統(tǒng)工作受使能信號(hào)En控制，采樣電路是一個(gè)典型的D觸發(fā)器(DFF電路)，其采樣頻率為低頻振蕩器的輸出頻率，采樣對(duì)象為帶有隨機(jī)上升下降沿抖動(dòng)特性的的高頻振蕩器輸出信號(hào)。所述的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器2工作電壓Vdd，系統(tǒng)受使能信號(hào)EN控制，由外部時(shí)鐘提供同步信號(hào)，由一個(gè)16位循環(huán)移位寄存器和三個(gè)異或門(mén)電路組成。其中，在16位循環(huán)移位寄存器序列的第13寄存器的輸出和第15寄存器的輸出進(jìn)行異或操作，其結(jié)果和第12寄存器的輸出進(jìn)行異或操作，其結(jié)果與外部輸入的真隨機(jī)數(shù)列進(jìn)行異或操作，其結(jié)果作為循環(huán)移位寄存器中的第16寄存器的輸入,該寄存器的輸出作為偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路的輸出，并且反饋回到第I移位寄存器，作為其輸入。本具體實(shí)施方式
能彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器相結(jié)合，把所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)列通過(guò)反饋回路反饋至真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路的輸入端，進(jìn)而產(chǎn)生更高強(qiáng)度的隨機(jī)數(shù)；利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的較低功耗，降低系統(tǒng)的總體功耗。
權(quán)利要求1.一種反饋型高強(qiáng)度真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于它包括真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(I)和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(2)，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器⑴的I腳接偏置電壓，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器⑴的2腳和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(2)的3腳均與使能EN控制端連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(2)的2腳接時(shí)鐘信號(hào)，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(I)的輸出端與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(2)的I腳連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(2)的輸出端與真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(I)的3腳連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反饋型高強(qiáng)度真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(I)還包括高頻振蕩器(1-1)、低頻振蕩器(1-2)及采樣器(1-3)，高頻振蕩器(1-1)的I腳接頻率控制信號(hào)，使能EN控制端分別與高頻振蕩器(1-1)的2腳、低頻振蕩器(1-2)的輸入端及采樣器(1-3)的2腳連接，采樣器(1-3)的I腳與高頻振蕩器(1-1)的輸出端連接，低頻振蕩器(1-2)連接偏置電壓，低頻振蕩器(1-2)的輸出端與采樣器(1-3)的3腳連接。
專(zhuān)利摘要一種反饋型高強(qiáng)度真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，它涉及隨機(jī)數(shù)發(fā)生器領(lǐng)域，它包括真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的1腳接偏置電壓，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的2腳和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的3腳均與使能EN控制端連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的2腳接時(shí)鐘信號(hào)，真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出端與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的1腳連接，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出端與真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的3腳連接。它能彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器相結(jié)合，把所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)列通過(guò)反饋回路反饋至真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路的輸入端，進(jìn)而產(chǎn)生更高強(qiáng)度的隨機(jī)數(shù)；利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的較低功耗，降低系統(tǒng)的總體功耗。
文檔編號(hào)G06F7/58GK202995706SQ20122071529
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者晏穎 申請(qǐng)人:上海質(zhì)尊溯源電子科技有限公司