時(shí)鐘加擾電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種時(shí)鐘加擾電路，包括：控制器以及時(shí)鐘信號(hào)加擾電路，其中：所述控制器，與所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路耦接，適于生成控制信號(hào)并輸入至所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路；所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路，適于接收所述控制信號(hào)，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。采用所述時(shí)鐘加擾電路，可以提高安全芯片的抗攻擊性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
時(shí)鐘加擾電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及一種時(shí)鐘加擾電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，智能卡技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在金融銀行卡、社?？ǖ榷喾N場(chǎng)合。隨著智能卡技術(shù)的發(fā)展，智能卡的安全性能越來(lái)越受到重視。在智能卡檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)安全性測(cè)試提出了很高的要求，不僅需要較快的響應(yīng)速度，還需要抵抗各種攻擊，尤其是旁路攻擊(也稱(chēng)側(cè)信道攻擊)和故障注入攻擊。
[0003]智能卡的安全芯片在進(jìn)行密碼算法的運(yùn)算過(guò)程中，安全芯片消耗的電流曲線(xiàn)會(huì)包含一定的片內(nèi)密鑰信息。先進(jìn)的攻擊技術(shù)可以通過(guò)多條電流曲線(xiàn)分析出密鑰進(jìn)而破解安全芯片。
[0004 ]現(xiàn)有的安全芯片的安全性存在一定的隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提高智能卡中安全芯片的抗攻擊性能。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種時(shí)鐘加擾電路，包括:控制器以及時(shí)鐘信號(hào)加擾電路，其中:所述控制器，與所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路耦接，適于生成控制信號(hào)并輸入至所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路;所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路，適于接收所述控制信號(hào)，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。
[0007]可選的，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路適于對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)的相位或頻率中的至少一種進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。
[0008]可選的，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路包括以下至少一種:延時(shí)單元、相位偏移單元、分頻單元，其中:所述延時(shí)單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第一控制信號(hào)，對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)延時(shí)操作;所述相位偏移單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第二控制信號(hào)，對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行多路延時(shí)并從中選擇一路延時(shí)信號(hào)作為輸出；所述分頻單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第三控制信號(hào)，對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)分頻處理。
[0009]可選的，所述相位偏移單元包括:N級(jí)延時(shí)緩沖器以及相位偏移選擇單元，其中:所述N級(jí)延時(shí)緩沖器，與所述相位偏移選擇單元耦接，包括N個(gè)延時(shí)緩沖器，適于將所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，生成N路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的信號(hào)并輸入至所述相位偏移選擇單元，N> I;所述相位偏移選擇單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第二控制信號(hào)，從所述N路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的信號(hào)中隨機(jī)選擇一路輸出。
[0010]可選的，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元中的任意兩個(gè)單元，所述任意兩個(gè)單元串聯(lián)，且其中一個(gè)單元輸入所述時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)單元輸出經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾處理的時(shí)鐘信號(hào)。
[0011]可選的，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路包括:串聯(lián)連接的所述延時(shí)單元、所述相位偏移單元以及所述分頻單元。
[0012]可選的，所述控制器包括:掩碼寄存器，所述掩碼控制器適于生成η位二進(jìn)制數(shù)的掩碼，并與相同位數(shù)的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位與操作，得到的位與結(jié)果為η位二進(jìn)制數(shù);所述位與結(jié)果為所述控制信號(hào)，包括以下至少一種:所述第一控制信號(hào)、所述第二控制信號(hào)以及所述第三控制信號(hào)。
[0013]可選的，所述控制信號(hào)包括所述第一控制信號(hào)、所述第二控制信號(hào)以及所述第三控制信號(hào)，其中:所述第一控制信號(hào)為第O?m位二進(jìn)制數(shù)，其中:第O?m位二進(jìn)制數(shù)為控制所述延時(shí)單元的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息，第mi+1?m位二進(jìn)制數(shù)為所述延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息;所述第二控制信號(hào)為第m+1?Π2位二進(jìn)制數(shù)，其中:第m+1?m2位二進(jìn)制數(shù)為控制所述相位偏移選擇單元選擇的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息，第m2+l?112位二進(jìn)制數(shù)為所述選擇的信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期信息;所述第三控制信號(hào)為第n2+l?η位二進(jìn)制數(shù)，其中:第n2+l?m3位二進(jìn)制數(shù)為控制所述分頻單元的分頻值，第m3+l?η位二進(jìn)制數(shù)為所述分頻值的更新周期信息;其中，0<mi<m<
m2<n2<m3<n0
[0014]可選的，所述控制器還包括:限制值寄存器，適于對(duì)第O?血位二進(jìn)制數(shù)、第血+1?m位二進(jìn)制數(shù)、第m+1?m2位二進(jìn)制數(shù)、第Π12+1?m位二進(jìn)制數(shù)、第Π2+1?m3位二進(jìn)制數(shù)以及第Π13+1?η位二進(jìn)制數(shù)的數(shù)值進(jìn)行限制。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0016]時(shí)鐘信號(hào)加擾電路接收控制器生成控制信號(hào)，對(duì)輸入時(shí)鐘信號(hào)的進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。隨機(jī)加擾處理后的時(shí)鐘信號(hào)呈隨機(jī)變化，從而使得安全芯片內(nèi)部的電流曲線(xiàn)不再是規(guī)則變化而是隨機(jī)變化，從而可以提升攻擊難度，提高安全芯片的抗攻擊性能。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的一種時(shí)鐘加擾電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的另一種時(shí)鐘加擾電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]智能卡中的安全芯片在進(jìn)行密碼算法的運(yùn)算過(guò)程中，安全芯片消耗的電流曲線(xiàn)會(huì)包含一定的片內(nèi)密鑰信息。先進(jìn)的攻擊技術(shù)可以通過(guò)多條電流曲線(xiàn)分析出密鑰，從而破解安全芯片。
[0020]在本發(fā)明實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路接收控制器生成控制信號(hào)，對(duì)輸入時(shí)鐘信號(hào)的進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。隨機(jī)加擾處理后的時(shí)鐘信號(hào)呈隨機(jī)變化，從而使得安全芯片內(nèi)部的電流曲線(xiàn)不再是規(guī)則變化而是隨機(jī)變化，從而可以提升攻擊難度，提高安全芯片的抗攻擊性能。
[0021]為使本發(fā)明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種時(shí)鐘加擾電路，包括:控制器11與時(shí)鐘信號(hào)加擾電路12，其中:
[0023]控制器11，與所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路12耦接，適于生成控制信號(hào)并輸入至?xí)r鐘信號(hào)加擾電路12，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路12的控制；
[0024]時(shí)鐘信號(hào)加擾電路12，與所述控制器11耦接，適于接收所述控制器11發(fā)送的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN進(jìn)行隨機(jī)加擾處理，得到經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾處理的輸出時(shí)鐘信號(hào)CLK0UT;其中，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN進(jìn)行隨機(jī)加擾處理是指:對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN的相位或者頻率中的至少一種進(jìn)行隨機(jī)加擾處理，也即:可以只對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN的相位進(jìn)行隨機(jī)加擾處理，也可以只對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN的頻率進(jìn)行隨機(jī)加擾處理，還可以同時(shí)對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN的相位以及頻率進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。
[0025]在具體實(shí)施中，所述控制器11可以為單片機(jī)處理器，也可以為數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)等控制器。
[0026]在對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)的相位進(jìn)行隨機(jī)加擾處理后，得到的時(shí)鐘信號(hào)的相位是隨機(jī)變化的；相應(yīng)的，在對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)的頻率進(jìn)行隨機(jī)加擾處理后，得到的時(shí)鐘信號(hào)的頻率也是隨機(jī)變化的。這樣，安全芯片內(nèi)部的電流曲線(xiàn)就不再是規(guī)則變化，而是隨機(jī)變化，因此可以提升攻擊難度，提高安全芯片的抗攻擊性能。
[0027]在本發(fā)明實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路可以包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元中的至少一種。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，如電路板面積、生產(chǎn)成本以及安全性考慮，從延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元中選擇一個(gè)或多個(gè)組成時(shí)鐘信號(hào)加擾電路。
[0028]例如，考慮到電路板面積受限，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中可以只包括相位偏移單元。又如，考慮到高安全性的需求，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中可以同時(shí)包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元，此時(shí)，延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元三者串聯(lián)。
[0029]在本發(fā)明實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中可以只包括延時(shí)單元。此時(shí)，控制器與延時(shí)單元耦接，時(shí)鐘信號(hào)輸入至延時(shí)單元?？刂破鳟a(chǎn)生第一控制信號(hào)，并輸入至延時(shí)單元，以對(duì)延時(shí)單元進(jìn)行隨機(jī)加擾控制。在第一控制信號(hào)中，包含有控制延時(shí)單元的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息以及延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息，延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息以及對(duì)應(yīng)的更新周期信息是隨機(jī)設(shè)定的。
[0030]延時(shí)單元在接收到第一控制信號(hào)后，根據(jù)第一控制信號(hào)中的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息，選擇對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)，并對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)操作。延時(shí)單元在接收到第一控制信號(hào)后開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期時(shí)向控制器反饋，以使得控制器重新配置延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息以及延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息。
[0031]在實(shí)際應(yīng)用中，延時(shí)單元可以包括多個(gè)延時(shí)檔位，第一控制信號(hào)中包含的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息為延時(shí)檔位信息。每一個(gè)延時(shí)檔位對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同，延時(shí)檔位I對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)可以為20ns，延時(shí)檔位2對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)可以為40ns，延時(shí)檔位3對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)可以為60ns等。
[0032]在第一控制信號(hào)中包含的延時(shí)檔位信息對(duì)應(yīng)延時(shí)檔位I，延時(shí)檔位I對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)為20ns，延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息為5s。則延時(shí)單元在接收到第一控制信號(hào)后，將輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行20ns的延時(shí)，并在5s后，向控制器反饋延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期已經(jīng)達(dá)到，此時(shí)，控制器可以重新為延時(shí)單元分配延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息以及延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息。
[0033]需要注意的是，控制器隨機(jī)地為延時(shí)單元分配延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息以及延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息。也就是說(shuō)，控制器前一次生成的第一控制信號(hào)與后一次生成的第一控制信號(hào)可以是不同的，二者之間完全不相關(guān)。
[0034]在本發(fā)明實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中可以只包括相位偏移單元。此時(shí)，控制器與相位偏移單元耦接，時(shí)鐘信號(hào)輸入至相位偏移單元?？刂破鳟a(chǎn)生第二控制信號(hào)，并輸入至相位偏移單元，以對(duì)相位偏移單元進(jìn)行隨機(jī)加擾控制。
[0035]相位偏移單元包括N級(jí)延時(shí)緩沖器以及與之耦接的相位偏移選擇單元。在N級(jí)延時(shí)緩沖器中，包括N個(gè)串聯(lián)在一起的延時(shí)緩沖器，每一個(gè)延時(shí)緩沖器的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)可以均相同，也可以均不同。N級(jí)延時(shí)緩沖器在接收到輸入的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，生成N路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的信號(hào)并輸入至相位偏移選擇單元，其中，N> I。
[0036]N的取值也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定，例如，設(shè)定N=7，即相位偏移單元包括7個(gè)串聯(lián)在一起的延時(shí)緩沖器。
[0037]在第二控制信號(hào)中，包含有控制相位偏移選擇單元選擇輸出的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息以及信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期信息，信號(hào)標(biāo)識(shí)信息及其對(duì)應(yīng)的更新周期信息是隨機(jī)設(shè)定的。
[0038]相位偏移選擇單元在接收到第二控制信號(hào)后，根據(jù)第二控制信號(hào)中的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息，從接收到的N級(jí)延時(shí)緩沖器輸出的N路信號(hào)中選擇對(duì)應(yīng)的一路信號(hào)作為輸出。相位偏移選擇單元在接收到第二控制信號(hào)后開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期時(shí)向控制器反饋，以使得控制器重新配置信號(hào)標(biāo)識(shí)信息以及信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期信息。
[0039]例如，第二控制信號(hào)中，包含的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息為2，也即從N級(jí)延時(shí)緩沖器中選擇第2路信號(hào)作為輸出。
[0040]需要注意的是，控制器隨機(jī)地為相位偏移單元分配信號(hào)標(biāo)識(shí)信息以及信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期信息。也就是說(shuō)，控制器前一次生成的第二控制信號(hào)與后一次生成的第二控制信號(hào)是不同的，二者之間完全不相關(guān)。
[0041]在本發(fā)明實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中可以只包括分頻單元。此時(shí)，控制器與分頻單元耦接，時(shí)鐘信號(hào)輸入至分頻單元?？刂破鳟a(chǎn)生第三控制信號(hào)，并輸入至分頻單元，以對(duì)分頻單元進(jìn)行隨機(jī)加擾控制。在第三控制信號(hào)中，包含有控制分頻單元的分頻值以及分頻值的更新周期信息，分頻值以及對(duì)應(yīng)的更新周期信息是隨機(jī)設(shè)定的。
[0042]分頻單元在接收到第三控制信號(hào)后，根據(jù)第三控制信號(hào)中的分頻值，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行與分頻值對(duì)應(yīng)的分頻操作。分頻單元在接收到第三控制信號(hào)后開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到分頻值對(duì)應(yīng)的更新周期時(shí)向控制器反饋，以使得控制器重新配置分頻值以及分頻值的更新周期信息。
[0043]例如，在第三控制信號(hào)中，包含的分頻值為2。分頻單元在接收到第三控制信號(hào)后，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行二分頻操作。
[0044]相類(lèi)似的，控制器隨機(jī)為分頻單元分配分頻值以及分頻值的更新周期信息。也就是說(shuō)，控制器前一次生成的第三控制信號(hào)與后一次生成的第三控制信號(hào)是不同的，二者之間完全不相關(guān)。
[0045]在本發(fā)明實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中也可以包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元中的任意兩個(gè)單元，兩個(gè)單元串聯(lián)，且其中一個(gè)單元輸入時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)單元輸出經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾處理的時(shí)鐘信號(hào)。
[0046]例如，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中包括延時(shí)單元以及相位偏移單元，時(shí)鐘信號(hào)輸入至延時(shí)單元。延時(shí)單元在接收到控制器發(fā)送的第一控制信號(hào)后，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行與第一控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的延時(shí)操作。經(jīng)過(guò)延時(shí)處理之后的時(shí)鐘信號(hào)輸入至相位偏移單元，相位偏移單元再對(duì)經(jīng)過(guò)延時(shí)處理之后的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行處理，輸出經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾處理的時(shí)鐘信號(hào)。
[0047]相位偏移單元包括7級(jí)延時(shí)緩沖器以及相位偏移選擇單元，7級(jí)延時(shí)緩沖器采用7個(gè)串聯(lián)的延時(shí)緩沖器。7級(jí)延時(shí)緩沖器對(duì)經(jīng)過(guò)延時(shí)處理之后的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，生成7路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的時(shí)鐘信號(hào)，并輸入至相位偏移選擇單元。
[0048]相位偏移選擇單元在接收到控制器發(fā)送的第二控制信號(hào)后，根據(jù)第二控制信號(hào)，從7路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的時(shí)鐘信號(hào)中選擇一路作為輸出。
[0049]可以理解的是，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中只包括延時(shí)單元以及相位偏移單元時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)也可以先輸入至相位偏移單元。相位偏移單元在接收到第二控制信號(hào)后，從7級(jí)延時(shí)緩沖器輸出的7路信號(hào)中選擇一路作為輸出，并輸入至延時(shí)單元。延時(shí)單元在接收到第一控制信號(hào)后，將相位偏移單元的輸出信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的延時(shí)操作。
[0050]相類(lèi)似的，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中也可以只包括延時(shí)單元與分頻單元，延時(shí)單元與分頻單元串聯(lián)?？梢韵葘r(shí)鐘信號(hào)輸入至延時(shí)單元，將經(jīng)過(guò)延時(shí)處理的時(shí)鐘信號(hào)輸入至分頻單元，以進(jìn)行分頻處理;也可以先將時(shí)鐘信號(hào)輸入至分頻單元，進(jìn)行分頻處理，再將經(jīng)過(guò)分頻的時(shí)鐘信號(hào)輸入至延時(shí)單元進(jìn)行延時(shí)操作。
[0051]時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中也可以只包括相位偏移單元以及分頻單元，相位偏移單元與分頻單元串聯(lián)。相應(yīng)地，時(shí)鐘信號(hào)也可以先輸入至相位偏移單元，將相位偏移單元的輸出作為分頻單元的輸入;也可以先將時(shí)鐘信號(hào)輸入至分頻單元，將分頻單元的輸出作為相位偏移單元的輸入。
[0052]時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中也可以同時(shí)包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元。
[0053]參照?qǐng)D2，給出了本發(fā)明實(shí)施例中的另一種時(shí)鐘加擾電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0054]控制器11分別與延時(shí)單元121、相位偏移單元122以及分頻單元123耦接?？刂破?1生成的控制信號(hào)包括:第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及第三控制信號(hào)，其中:第一控制信號(hào)用于對(duì)延時(shí)單元121進(jìn)行控制，第二控制信號(hào)用于對(duì)相位偏移單元122進(jìn)行控制，第三控制信號(hào)用于對(duì)分頻單元123進(jìn)行控制。
[0055]時(shí)鐘信號(hào)CLKIN輸入至延時(shí)單元121。當(dāng)延時(shí)單元121接收到第一控制信號(hào)時(shí)，根據(jù)第一控制信號(hào)中的延時(shí)檔位信息，選擇與延時(shí)檔位信息對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)，并對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)處理。經(jīng)過(guò)延時(shí)處理的時(shí)鐘信號(hào)輸入至相位偏移單元122。
[0056]相位偏移單元122包括7級(jí)延時(shí)緩沖器1221以及相位偏移選擇單元1222。7級(jí)延時(shí)緩沖器包括7個(gè)延時(shí)緩沖器，依次為D1-D7,將經(jīng)過(guò)延時(shí)處理的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行處理，生成7路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的信號(hào)并輸入至相位偏移選擇單元1222。相位偏移選擇單元1222根據(jù)接收到的第二控制信號(hào)，從7路信號(hào)中選擇一路信號(hào)并輸入至分頻單元123。
[0057]分頻單元123根據(jù)接收到的第三控制信號(hào)，對(duì)接收到的相位偏移選擇單元1222輸出的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)分頻值的分頻操作，最終得到的分頻信號(hào)即為經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾處理的時(shí)鐘信號(hào) CLKOUT。
[0058]可以理解的是，延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元三者之間還可以存在多種其他形式的連接關(guān)系，并不僅限于本發(fā)明實(shí)施例的圖2中提供的連接示意圖。
[0059]例如，將時(shí)鐘信號(hào)先輸入至分頻單元先進(jìn)行分頻操作，分頻后的時(shí)鐘信號(hào)輸入至延時(shí)單元，經(jīng)過(guò)延時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)再輸入至相位偏移單元進(jìn)行選擇，最終選擇的信號(hào)即作為輸出的時(shí)鐘信號(hào)，也即經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾的時(shí)鐘信號(hào)。
[0060]在具體實(shí)施中，控制器可以采用軟件的方式生成控制信號(hào)，也可以采用硬件的方式生成控制信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)更加快速的控制效果，在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制器采用硬件的方式生成控制信號(hào)。
[0061 ]下面對(duì)控制器采用硬件的方式生成控制信號(hào)的流程進(jìn)行說(shuō)明。
[0062]在控制器中設(shè)置有掩碼寄存器。掩碼寄存器可以生成η位二進(jìn)制數(shù)的掩碼，并與η位二進(jìn)制的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位與操作，得到的η位二進(jìn)制數(shù)的位與結(jié)果即可作為控制器生成的控制信號(hào)，也即控制器生成的控制信號(hào)為η位二進(jìn)制數(shù)。
[0063]當(dāng)控制信號(hào)包括多種時(shí)，可以將η位二進(jìn)制數(shù)的位與結(jié)果劃分成相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊，不同數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)于不同的控制信號(hào)。例如，η = 32，控制信號(hào)包括第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及第三控制信號(hào)，則將32位二進(jìn)制數(shù)劃分成3個(gè)數(shù)據(jù)塊，第一數(shù)據(jù)塊為32位二進(jìn)制數(shù)的第O?7位，對(duì)應(yīng)為第一控制信號(hào);第二數(shù)據(jù)塊為32位二進(jìn)制數(shù)的第8?15位，對(duì)應(yīng)為第二控制信號(hào);第三數(shù)據(jù)塊為32位二進(jìn)制數(shù)的第16?31位，對(duì)應(yīng)為第三控制信號(hào)。
[0064]η位二進(jìn)制數(shù)的隨機(jī)數(shù)可以采用外設(shè)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成，也可以采用控制器內(nèi)部的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成。
[0065]η的大小可以與時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中所包含的單元數(shù)相關(guān)。時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中的單元數(shù)越多，也即控制器所要生成的控制信號(hào)的個(gè)數(shù)越多，η可以越大;相應(yīng)地，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中的單元數(shù)越小，也即控制器所要生成的控制信號(hào)的個(gè)數(shù)越小，η可以越小。
[0066]例如，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中只包括相位偏移單元時(shí)，控制器只需要生成第二控制信號(hào)，此時(shí)η = 8。又如，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中同時(shí)包括延時(shí)單元以及相位偏移單元，此時(shí)，控制器需要生成第一控制信號(hào)以及第二控制信號(hào)，可以設(shè)置η = 16。又如，時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中同時(shí)包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元時(shí)，控制器需要生成第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及第三控制信號(hào)，則可以設(shè)置η = 32。
[0067]可以理解的是，η的大小也可以與時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中所包含的單元數(shù)無(wú)關(guān)，η為固定值，也即無(wú)論時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中包括多少個(gè)單元，η的取值不變。例如，設(shè)定η = 32，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中只包括相位偏移單元時(shí)，ri = 32;當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中同時(shí)包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元時(shí)，η仍然為32。
[0068]當(dāng)η為固定值時(shí)，若時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中包含的單元較少，則可以只選取其中的一部分作為控制信號(hào)，其余位數(shù)置零。
[0069]例如，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中只包括相位偏移單元時(shí)，可以只選取其中的第O?7位作為第二控制信號(hào)，其余的位數(shù)全部置零。
[0070]在本發(fā)明實(shí)施例中，η位二進(jìn)制數(shù)的位與結(jié)果中，每一個(gè)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊還可以劃分成兩個(gè)部分。例如，將第一控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊劃分成兩個(gè)部分，第一部分的數(shù)據(jù)表示為延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息，第二部分的數(shù)據(jù)表示為延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息。
[0071]當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中同時(shí)包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元時(shí)，可以將三個(gè)數(shù)據(jù)塊均劃分成兩個(gè)部分，其中:
[0072]第一控制信號(hào)為第O?m位二進(jìn)制數(shù)，其中:第O?nu位二進(jìn)制數(shù)為控制延時(shí)單元的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息，第nu+1?m位二進(jìn)制碼為延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息；
[0073]第二控制信號(hào)為第ηι+1?Π2位二進(jìn)制數(shù)，其中:第m+1?m2位二進(jìn)制數(shù)為控制相位偏移選擇單元選擇的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息，第m2+l?n2位二進(jìn)制數(shù)為選擇的信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期信息；
[0074]第三控制信號(hào)為Π2+1?η位二進(jìn)制數(shù)，其中:第Π2+1?m3位二進(jìn)制數(shù)為控制所述分頻單元的分頻值，第m3+l?η位二進(jìn)制數(shù)為所述分頻值的更新周期信息;m、η2、η滿(mǎn)足m<η2<n。
[0075]在本發(fā)明一實(shí)施例中，η = 32，其中:
[0076]第O?7位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)第一控制信號(hào)，其中:第O?3位二進(jìn)制數(shù)為第一控制信號(hào)中的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息，第4?7位二進(jìn)制數(shù)表示為延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息對(duì)應(yīng)的更新周期信息；
[0077]第8?15位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)第二控制信號(hào)，其中:第8?11位二進(jìn)制數(shù)為第二控制信號(hào)中的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息，第12?15位二進(jìn)制數(shù)為信號(hào)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的更新周期信息；
[0078]第16?31位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)第三控制信號(hào)，其中:第15?23位二進(jìn)制數(shù)為第三控制信號(hào)中的分頻值，第24?31位二進(jìn)制數(shù)為分頻值對(duì)應(yīng)的更新周期信息。
[0079]在本發(fā)明實(shí)施例中，由于η位二進(jìn)制數(shù)的掩碼與η位二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位與操作，因此得到的位與結(jié)果中，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)值都是隨機(jī)的。也即第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)以及第三控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)均可能是隨機(jī)的。
[0080]為避免上述三種控制信號(hào)中的某一個(gè)值偏大或者偏小，可以針對(duì)每一個(gè)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)的限制值，來(lái)限制每一個(gè)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的取值范圍。[°081 ]例如，在第O?m位二進(jìn)制數(shù)，針對(duì)O?mi位二進(jìn)制數(shù)，限值其取值范圍為十進(jìn)制數(shù)I?6，當(dāng)位與結(jié)果中的第O?m位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為O時(shí)，則自動(dòng)將位與結(jié)果中的第O?m位二進(jìn)制數(shù)置為001;當(dāng)位與結(jié)果中的第O?m位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為7時(shí)，則自動(dòng)將位與結(jié)果中的第O?nu位二進(jìn)制數(shù)置為110。
[0082]相應(yīng)地，第mi+1?m位二進(jìn)制數(shù)、第ηι+1?m2位二進(jìn)制數(shù)、第Π12+1?Π2位二進(jìn)制數(shù)、
第Π2+1?m3位二進(jìn)制數(shù)以及第Π13+1?η位二進(jìn)制數(shù)均可以存在與之--對(duì)應(yīng)的限制值，這些限制值可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行預(yù)先設(shè)定。
[0083]在本發(fā)明實(shí)施例中，可以在控制器中設(shè)置有限制值寄存器，將預(yù)先設(shè)定的限制值預(yù)先存儲(chǔ)在限制值寄存器中。
[0084]結(jié)合圖2，在η位二進(jìn)制數(shù)的位與結(jié)果中，η可以被劃分成3個(gè)數(shù)據(jù)塊，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊分別對(duì)應(yīng)一個(gè)控制信號(hào)?？刂破骺梢哉{(diào)整掩碼寄存器所生成的η位二進(jìn)制碼，來(lái)確定是否控制某個(gè)單元執(zhí)行隨機(jī)加擾操作。
[0085]例如，在η位二進(jìn)制掩碼中，第ηι+1?Π2位二進(jìn)制數(shù)被全部置為O，則與η位隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位與操作后，得到的η位二進(jìn)制數(shù)的位與操作中的第m+1?η2位二進(jìn)制數(shù)全為O。此時(shí)，控制器沒(méi)有控制相位偏移單元對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)控制操作，相位偏移單元可以選擇固定的信號(hào)標(biāo)識(shí)作為輸出。
[0086]相類(lèi)似地，在η位二進(jìn)制掩碼中，當(dāng)?shù)贠?m位二進(jìn)制數(shù)被全部置為O時(shí)，延時(shí)單元選擇固定的延時(shí)檔位對(duì)輸入時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；當(dāng)?shù)趎2+l?η位二進(jìn)制數(shù)被全部置為O時(shí)，分頻單元的分頻值也為一固定值。
[0087]也就是說(shuō)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)加擾電路中同時(shí)包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元時(shí)，可以通過(guò)對(duì)控制信號(hào)的設(shè)置，來(lái)選擇其中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。
[0088]可以理解的是，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，上述η的取值、η位二進(jìn)制數(shù)的位與結(jié)果的劃分等還可以存在其他的形式，此處不做贅述。
[0089]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，包括:控制器以及時(shí)鐘信號(hào)加擾電路，其中: 所述控制器，與所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路耦接，適于生成控制信號(hào)并輸入至所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路； 所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路，適于接收所述控制信號(hào)，對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。2.如權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路適于對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)的相位或頻率中的至少一種進(jìn)行隨機(jī)加擾處理。3.如權(quán)利要求2所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路包括以下至少一種:延時(shí)單元、相位偏移單元、分頻單元，其中: 所述延時(shí)單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第一控制信號(hào)，對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)延時(shí)操作； 所述相位偏移單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第二控制信號(hào)，對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行多路延時(shí)并從中選擇一路延時(shí)信號(hào)作為輸出； 所述分頻單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第三控制信號(hào)，對(duì)所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)分頻處理。4.如權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述相位偏移單元包括:N級(jí)延時(shí)緩沖器以及相位偏移選擇單元，其中: 所述N級(jí)延時(shí)緩沖器，與所述相位偏移選擇單元耦接，包括N個(gè)延時(shí)緩沖器，適于將所述輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，生成N路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的信號(hào)并輸入至所述相位偏移選擇單元，N>1; 所述相位偏移選擇單元，與所述控制器耦接，適于接收所述控制器生成的第二控制信號(hào)，從所述N路延時(shí)時(shí)長(zhǎng)各不相同的信號(hào)中隨機(jī)選擇一路輸出。5.如權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路包括延時(shí)單元、相位偏移單元以及分頻單元中的任意兩個(gè)單元，所述任意兩個(gè)單元串聯(lián)，且其中一個(gè)單元輸入所述時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)單元輸出經(jīng)過(guò)隨機(jī)加擾處理的時(shí)鐘信號(hào)。6.如權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述時(shí)鐘信號(hào)加擾電路包括:串聯(lián)連接的所述延時(shí)單元、所述相位偏移單元以及所述分頻單元。7.如權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述控制器包括:掩碼寄存器，所述掩碼控制器適于生成η位二進(jìn)制數(shù)的掩碼，并與相同位數(shù)的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位與操作，得到的位與結(jié)果為η位二進(jìn)制數(shù);所述位與結(jié)果為所述控制信號(hào)，包括以下至少一種:所述第一控制信號(hào)、所述第二控制信號(hào)以及所述第三控制信號(hào)。8.如權(quán)利要求7所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述控制信號(hào)包括所述第一控制信號(hào)、所述第二控制信號(hào)以及所述第三控制信號(hào)，其中: 所述第一控制信號(hào)為第O?m位二進(jìn)制數(shù)，其中:第O?nu位二進(jìn)制數(shù)為控制所述延時(shí)單元的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)信息，第mi+1?m位二進(jìn)制數(shù)為所述延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更新周期信息； 所述第二控制信號(hào)為第m+l?n2位二進(jìn)制數(shù)，其中:第m+1?!112位二進(jìn)制數(shù)為控制所述相位偏移選擇單元選擇的信號(hào)標(biāo)識(shí)信息，第m2+l?112位二進(jìn)制數(shù)為所述選擇的信號(hào)標(biāo)識(shí)的更新周期信息； 所述第三控制信號(hào)為第Π2+1?η位二進(jìn)制數(shù)，其中:第Π2+1?m3位二進(jìn)制數(shù)為控制所述分頻單元的分頻值，第m3+l?η位二進(jìn)制數(shù)為所述分頻值的更新周期信息； 其中，0〈mi〈m〈m2<n2〈m3<n。9.如權(quán)利要求8所述的時(shí)鐘加擾電路，其特征在于，所述控制器還包括:限制值寄存器，適于對(duì)第O?mi位二進(jìn)制數(shù)、第mi+1?m位二進(jìn)制數(shù)、第ηι+1?m2位二進(jìn)制數(shù)、第Π12+1?Π2位二進(jìn)制數(shù)、第Π2+1?m3位二進(jìn)制數(shù)以及第m3+l?η位二進(jìn)制數(shù)的數(shù)值進(jìn)行限制。
【文檔編號(hào)】G06K19/073GK105894079SQ201610255899
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】陳誠(chéng), 陳光勝, 潘松, 崔健, 王銳
【申請(qǐng)人】上海東軟載波微電子有限公司