[發(fā)明專利]一種真隨機(jī)數(shù)生成方法及真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911383553.9
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111124363B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳毅成;盧紹強(qiáng);張明宇
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢瑞納捷半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 孟潔

1.一種真隨機(jī)數(shù)生成方法，其特征在于包括如下步驟：

S1 選擇不同源的高頻時(shí)鐘和低頻時(shí)鐘，作為隨機(jī)源；

S2 分別多次對高頻時(shí)鐘進(jìn)行抽頭；

S3 對分別抽頭出來的高頻時(shí)鐘進(jìn)行異或處理；

S4 用低頻時(shí)鐘對異或處理后的高頻時(shí)鐘進(jìn)行采樣，即得真隨機(jī)數(shù)；

其中，不同源時(shí)鐘為兩個(gè)物理上獨(dú)立存在且不同頻率的RC振蕩器；

所述步驟S2具體為：對選中的高頻時(shí)鐘通過時(shí)鐘樹進(jìn)入芯片的功能單元，從不同的抽頭模塊抽頭出時(shí)鐘。

2.如權(quán)利要求1所述的真隨機(jī)數(shù)生成方法，其特征在于，所述步驟S4之后還包括S5：

S5 對所述隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位寬和速度匹配處理。

3.如權(quán)利要求2所述的真隨機(jī)數(shù)生成方法，其特征在于，所述步驟S5之后還包括步驟S6：

S6 采用循環(huán)碼編碼進(jìn)行消偏處理。

4.如權(quán)利要求1所述的真隨機(jī)數(shù)生成方法，其特征在于，所述高頻時(shí)鐘包括但不限于通過片內(nèi)振蕩器、外部時(shí)鐘、外部時(shí)鐘倍頻、外部晶體加內(nèi)部振蕩電路倍頻、外部晶體加內(nèi)部振蕩電路振蕩器倍頻的方式得到。

5.如權(quán)利要求1所述的真隨機(jī)數(shù)生成方法，其特征在于，所述低頻時(shí)鐘包括但不限于通過片內(nèi)振蕩器、外部時(shí)鐘、外部晶體加內(nèi)部振蕩電路的方式得到。

6.一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，包括

高頻時(shí)鐘選擇單元，用于獲取不同源的高頻時(shí)鐘；

高頻時(shí)鐘抽頭單元，用于分別多次對高頻時(shí)鐘的抽頭模塊進(jìn)行抽頭；

異或單元，用于對分別抽頭出來的高頻時(shí)鐘進(jìn)行異或處理；

低頻時(shí)鐘選擇單元，用于獲取不同源的低頻時(shí)鐘；

采樣單元，用于利用低頻時(shí)鐘對異或處理后的高頻時(shí)鐘進(jìn)行采樣，得到真隨機(jī)數(shù)；

其中，不同源時(shí)鐘為兩個(gè)物理上獨(dú)立存在且不同頻率的RC振蕩器；

所述高頻時(shí)鐘抽頭單元對選中的高頻時(shí)鐘通過時(shí)鐘樹進(jìn)入芯片的功能單元，從不同的抽頭模塊抽頭出時(shí)鐘。

7.如權(quán)利要求6所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，還包括異步FIFO單元，所述異步FIFO，用于對所述隨機(jī)數(shù)進(jìn)行位寬和速度匹配處理。

8.如權(quán)利要求7所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，還包括后處理單元，所述后處理單元包括但不限于線性移位寄存器；所述線性移位寄存器通過循環(huán)碼編碼進(jìn)行消偏處理。

9.如權(quán)利要求6所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述采樣單元為采樣同步單元，所述采樣同步單元包括三級D觸發(fā)器，其中第一級D觸發(fā)器為隨機(jī)數(shù)生成模塊，低頻時(shí)鐘通過D觸發(fā)器采樣一個(gè)快時(shí)鐘；第二、第三級D觸發(fā)器為同步單元，用于消除隨機(jī)序列的亞穩(wěn)態(tài)。

10.如權(quán)利要求6所述的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述抽頭模塊包括但不限于算術(shù)邏輯單元、存儲控制器、SPI接口、DES加密、中斷處理器、定時(shí)器。