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一種利用SRAM的電流饑餓型PUF電路

文檔序號(hào):40647085發(fā)布日期:2025-01-10 18:53閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種利用sram的電流饑餓型puf電路,其特征在于包括模式配置電路、譯碼電路、puf陣列和讀出電路,所述的puf陣列具有常規(guī)sram存儲(chǔ)模式和能產(chǎn)生熵源電壓的puf模式;所述的puf陣列包括m*n個(gè)puf單元以及n個(gè)預(yù)充電模塊,其中*為乘運(yùn)算符號(hào),m=2p,n=2k,p和k均為正整數(shù);m*n個(gè)puf單元按照m行n列分布,n個(gè)預(yù)充電模塊按照1行n列分布,每個(gè)puf單元均具有左位線端口、右位線端口、第一模式配置端口、第二模式配置端口、第三模式配置端口和字線端口;每個(gè)預(yù)充電模塊均具有左預(yù)充電端口、右預(yù)充電端口和預(yù)充電控制端口;位于第i列的m個(gè)puf單元的左位線端口與位于第i列的預(yù)充電模塊的左預(yù)充電端口連接,且其連接線形成所述的puf陣列的第i條左位線,記為bl[i-1],i=1,2,…,n,位于第i列的m個(gè)puf單元的右位線端口與位于第i列的預(yù)充電模塊的右預(yù)充電端口連接,且其連接線形成所述的puf陣列的第i條右位線,記為blb[i-1],位于第i列的m個(gè)puf單元的第一模式配置端口連接,且其連接線形成puf陣列的第i條第一模式配置線,記為vu[i-1],位于第i列的m個(gè)puf單元的第二模式配置端口連接,且其連接線形成puf陣列的第i條第二模式配置線,記為vd[i-1],位于第i列的m個(gè)puf單元的第三模式配置端口連接,且其連接線形成puf陣列的第i條第三模式配置線,記為e[i-1],位于第j行的n個(gè)puf單元的字線端口連接,且其連接線形成puf陣列的第j條字線,記為wl[j-1],j=1,2,…,m;n個(gè)預(yù)充電模塊的預(yù)充電控制端口連接,且其連接端為puf陣列的預(yù)充電控制端口;所述的模式配置電路具有模式選擇端口、n個(gè)第一模式信號(hào)輸出端口和n個(gè)第二模式信號(hào)輸出端口,所述的模式配置電路的模式選擇端口用于接入模式選擇信號(hào)s,在模式選擇信號(hào)s控制下,所述的模式配置電路的n個(gè)第一模式信號(hào)輸出端口和n個(gè)第二模式信號(hào)輸出端口分別能夠產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的n位模式配置信號(hào)輸出;當(dāng)s為低電平0且puf陣列的n條第三模式配置線接入的信號(hào)均為低電平0時(shí),puf陣列被配置為常規(guī)sram存儲(chǔ)模式,此時(shí)每個(gè)puf單元均工作于常規(guī)sram存儲(chǔ)模式;當(dāng)s為高電平1且puf陣列的n條第三模式配置線接入的信號(hào)均為高電平1時(shí),puf陣列被配置為能產(chǎn)生熵源電壓的puf模式,此時(shí)每個(gè)puf單元均工作于能產(chǎn)生熵源電壓的puf模式;所述的譯碼電路具有m位輸出端,所述的譯碼電路用于將外部輸入其處的地址信號(hào)轉(zhuǎn)換為m位行選擇信號(hào)通過(guò)其m位輸出端一一對(duì)應(yīng)輸出,m位行選擇信號(hào)中只有一位為高電平1,其他位均為低電平0;所述的讀出電路具有參考電壓輸入端、n個(gè)左輸入端口、n個(gè)右輸入端口、n個(gè)左輸出端口和n個(gè)右輸出端口;所述的模式配置電路的n個(gè)第一模式信號(hào)輸出端口與所述的puf陣列的n條第一模式配置線一一對(duì)應(yīng)連接,所述的模式配置電路的n個(gè)第二模式信號(hào)輸出端口與所述的puf陣列的n條第二模式配置線一一對(duì)應(yīng)連接,所述的puf陣列的n條第三模式配置線用于接入外部n位模式配置信號(hào),所述的譯碼電路的m位輸出端與puf陣列的m條字線一一對(duì)應(yīng)連接,所述的讀出電路的n個(gè)左輸入端口與所述的puf陣列的n條左位線一一對(duì)應(yīng)連接,所述的讀出電路的n個(gè)右輸入端口與所述的puf陣列的n條右位線一一對(duì)應(yīng)連接,當(dāng)puf陣列的某條字線接入高電平1時(shí),與該條字線對(duì)應(yīng)的一行puf單元被選中,該行第i個(gè)puf單元將其左位線端口的電壓值通過(guò)第i條左位線輸出至所述的讀出電路的第i個(gè)左輸入端口,該行第i個(gè)puf單元將其右位線端口的電壓值通過(guò)第i條右位線輸出至所述的讀出電路的第i個(gè)右輸入端口,所述的讀出電路分別將其第i個(gè)左輸入端口接入的電壓值和其第i個(gè)右輸入端口接入的電壓值與其參考電壓輸入端接入的參考電壓進(jìn)行比較,如果其第i個(gè)左輸入端口接入的電壓值大于其參考電壓輸入端接入的參考電壓,則在其第i個(gè)左輸出端口輸出數(shù)字信號(hào)0,否則輸出數(shù)字信號(hào)1,如果其第i個(gè)右輸入端口接入的電壓值大于其參考電壓輸入端接入的參考電壓,則在其第i個(gè)右輸出端口輸出數(shù)字信號(hào)1,否則輸出數(shù)字信號(hào)0;

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用sram的電流饑餓型puf電路,其特征在于每個(gè)所述的預(yù)充電模塊均包括第四pmos管、第五pmos管和第六pmos管,所述的第四pmos管的柵極所述的第五pmos管的柵極和所述的第六pmos管的柵極連接,且其連接端為所述的預(yù)充電模塊的預(yù)充電控制端口,所述的第四pmos管的源極和所述的第五pmos管的源極均接入半電源電壓vdd/2,所述的第四pmos管的漏極和所述的第六pmos管的源極連接,且其連接端為所述的預(yù)充電模塊的左預(yù)充電端口,所述的第五pmos管的漏極和所述的第六pmos管的漏極連接,且其連接端為所述的預(yù)充電模塊的右預(yù)充電端口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用sram的電流饑餓型puf電路,其特征在于所述的模式配置電路包括偏置電壓源和n個(gè)模式選擇器,所述的偏置電壓源具有第一偏置電壓輸出端口和第二偏置電壓輸出端口,每個(gè)模式選擇器均具有低電平接入端口、高電平接入端口、第一偏置電壓接入端口、第二偏置電壓接入端口、模式選擇信號(hào)端口、第一模式信號(hào)輸出端口和第二模式信號(hào)輸出端口,每個(gè)模式選擇器的低電平接入端口接入低電平0,高電平接入端口接入高電平1,所述的偏置電壓源的第一偏置電壓輸出端口和n個(gè)模式選擇器的第一偏置電壓接入端口連接,所述的偏置電壓源的第二偏置電壓輸出端口和n個(gè)模式選擇器的第二偏置電壓接入端口連接,n個(gè)模式選擇器的模式選擇信號(hào)端口連接,且其連接端為所述的模式配置電路的模式選擇端口,n個(gè)模式選擇器的第一模式信號(hào)輸出端口作為所述的模式配置電路的n個(gè)第一模式信號(hào)輸出端口,n個(gè)模式選擇器的第二模式信號(hào)輸出端口作為所述的模式配置電路的n個(gè)第二模式信號(hào)輸出端口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用sram的電流饑餓型puf電路,其特征在于所述的偏置電壓源包括第七pmos管、第八pmos管、第七nmos管和第八nmos管,所述的第七pmos管的源極接入電源電壓vdd,所述的第七pmos管的柵極、所述的第七pmos管的漏極和所述的第八pmos管的源極連接,且其連接端為所述的偏置電壓源的第一偏置電壓輸出端口,所述的第八pmos管的柵極、所述的第八pmos管的漏極、所述的第八nmos管的漏極和第八nmos管的柵極連接,所述的第七nmos管的柵極、所述的第七nmos管的漏極和所述的第八nmos管的源極連接,且其連接端為所述的偏置電壓源的第二偏置電壓輸出端口,所述的第七nmos管的源極連接地vss。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用sram的電流饑餓型puf電路,其特征在于每個(gè)所述的模式選擇器均兩個(gè)多路復(fù)用器,每個(gè)多路復(fù)用器均具有第一輸入端口、第二輸入端口、選擇端和輸出端,當(dāng)其選擇端接入高電平時(shí),其第一輸入端與其輸出端導(dǎo)通,當(dāng)其選擇端接入低電平時(shí),其第二輸入端與其輸出端導(dǎo)通,將兩個(gè)多路復(fù)用器分別稱為第一多路復(fù)用器和第二多路復(fù)用器,所述的第一多路復(fù)用器的第一輸入端口為所述的模式選擇器的第一偏置電壓接入端口,所述的第一多路復(fù)用器的第二輸入端口為所述的模式選擇器的低電平接入端口,所述的第二多路復(fù)用器的第一輸入端口為所述的模式選擇器的第二偏置電壓接入端口,所述的第二多路復(fù)用器的第二輸入端口為所述的模式選擇器的高電平接入端口。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用SRAM的電流饑餓型PUF電路,包括模式配置電路、譯碼電路、PUF陣列和讀出電路,PUF陣列具有常規(guī)SRAM存儲(chǔ)模式和能產(chǎn)生熵源電壓的PUF模式,PUF陣列包括m*n個(gè)PUF單元以及n個(gè)預(yù)充電模塊,每個(gè)PUF單元均包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管和第六NMOS管;優(yōu)點(diǎn)是不需要額外設(shè)計(jì)增加PUF陣列,僅需要在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備原有SRAM存儲(chǔ)陣列的每個(gè)SRAM單元中增加第一PMOS管、第一NMOS管和第四NMOS管這三個(gè)晶體管,就形成了由具有單穩(wěn)態(tài)特性的PUF單元構(gòu)成PUF陣列,并且不影響原有SRAM存儲(chǔ)陣列功能,由此本發(fā)明在具有較高可靠性的同時(shí),整體硬件開(kāi)銷較小。

技術(shù)研發(fā)人員:汪鵬君,任明澤,張躍軍,陳博,周子宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者:溫州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/9
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