[發(fā)明專利]一種基于非對(duì)稱天線效應(yīng)的CMOS片上恒穩(wěn)定ID產(chǎn)生電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510808575.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN105404739A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐枋;李世平;周喜川;胡盛東;甘平;葉楷;舒洲;陳卓;殷鵬;陳銀暉;譚躍;王忠杰;黃莎琳;李明東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明公開了一種基于非對(duì)稱天線效應(yīng)的CMOS片上恒穩(wěn)定ID產(chǎn)生電路，包括NMOS管M1、NMOS管、PMOS管M2和反相器，所述PMOS管M2的源極和柵極、反相器的電源端分別與電源VDD連接，PMOS管M2的漏極與反相器的輸入端連接并同時(shí)接輸入信號(hào)；所述反相器的輸出端作為整個(gè)電路的輸出端，所述PMOS管M2的漏極分別與NMOS管M1的源極、NMOS管M1的漏極連接，所述NMOS管M1的柵極與NMOS管M5的柵極分別接地，所述NMOS管M5的源極與漏極連接并懸空。本發(fā)明具有良好的物理唯一性和物理不可復(fù)制性，由于ID產(chǎn)生電路使用的晶體管的減少，從而進(jìn)一步降低了芯片的面積。其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)不需要周期性翻轉(zhuǎn)，因此，僅在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候消耗極小的能量，使得此發(fā)明滿足低功耗的要求，具有恒穩(wěn)定性、功耗低、面積小的優(yōu)點(diǎn)，從而也降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，應(yīng)用于芯片識(shí)別或防偽領(lǐng)域，涉及一種對(duì)芯片中半導(dǎo)體器件進(jìn)行保護(hù)加密的技術(shù)，更具體的涉及一種基于非對(duì)稱天線效應(yīng)的CMOS片上恒穩(wěn)定ID產(chǎn)生電路。

背景技術(shù)

芯片級(jí)的物理不可復(fù)制功能主要有兩個(gè)部分組成：CMOS片上指紋電路和COMS挑戰(zhàn)響應(yīng)算法。對(duì)物理不可復(fù)制功能的已有研究也主要是從這兩方面入手。

現(xiàn)有應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)的CMOS片上指紋電路主要是基于以下五種原理：(1)基于可編程存儲(chǔ)器的片上指紋電路；(2)基于環(huán)形振蕩器的片上指紋電路；(3)利用電流鏡構(gòu)建片上指紋電路；(4)基于SRAM的片上指紋電路；(5)基于DRAM的片上指紋電路。(6)基于對(duì)稱天線效應(yīng)的八個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管ID產(chǎn)生電路的指紋電路。

但是(1)～(5)種片上物理不可復(fù)制指紋技術(shù)的共通缺陷均為無法保證輸出響應(yīng)的恒穩(wěn)定性。在工作溫度、電源電壓或噪聲等環(huán)境變化時(shí)，片上指紋所表征的信息將發(fā)生一定的變化，這種非穩(wěn)定性的片上指紋電路極大地?fù)p害了所實(shí)現(xiàn)的物理不可復(fù)制功能的有效性和安全性。此外，現(xiàn)有的幾種片上指紋方案還存在著各自的一些問題。例如：基于振蕩器的片上指紋電路由于需要持續(xù)處于動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)，其功耗遠(yuǎn)超基于靜態(tài)電路的片上指紋。而基于SRAM的片上指紋上電之后一直處于靜態(tài)工作點(diǎn)，因此功耗明顯低于基于振蕩器的片上指紋電路。然而基于SRAM的片上指紋在面對(duì)暴力破解時(shí)卻更加脆弱，其安全等級(jí)遠(yuǎn)不如基于振蕩器的片上指紋。第(6)種指紋電路有意地增大多晶硅與金屬層之間過孔的面積，使之遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于與之相連接的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極尺寸。所以其最重要的缺點(diǎn)是使芯片的面積增大，這成為了使該技術(shù)商業(yè)化的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于非對(duì)稱天線效應(yīng)片上恒穩(wěn)定指紋電路。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于非對(duì)稱天線效應(yīng)的CMOS片上恒穩(wěn)定ID產(chǎn)生電路，包括NMOS管M1、NMOS管、PMOS管M2和反相器，所述PMOS管M2的源極和柵極、反相器的電源端分別與電源VDD連接，PMOS管M2的漏極與反相器的輸入端連接并同時(shí)接輸入信號(hào)；所述反相器的輸出端作為整個(gè)電路的輸出端，所述PMOS管M2的漏極分別與NMOS管M1的源極、NMOS管M1的漏極連接，所述NMOS管M1的柵極與NMOS管M5的柵極分別接地，所述NMOS管M5的源極與漏極連接并懸空。

進(jìn)一步，所述反相器包括PMOS管M4和NMOS管M3，所述PMOS管M3的源極與電源VDD連接，PMOS管M3的柵極與NMOS管M3的柵極連接并接輸入信號(hào)，PMOS管M4的漏極與NMOS管M3的漏極連接并作為整個(gè)電路的輸出端，NMOS管M3的源極接地。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：