[發明專利]真隨機數發生器及電子設備

在審

• 申請號: 202010426669.2
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111338603A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 楊江
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;H03B5/32;H03L7/091
• 代理公司: 北京合智同創知識產權代理有限公司 11545
• 代理人: 李杰

1.一種真隨機數發生器，其特征在于，所述真隨機數發生器包括第一上采樣電路、第一下采樣電路、第二上采樣電路以及第二下采樣電路；

所述第一上采樣電路接收第一高頻振蕩器輸出的第一高頻時鐘信號以及低頻振蕩器輸出的低頻時鐘信號，所述第一上采樣電路用于根據所述低頻時鐘信號對所述第一高頻時鐘信號進行上升沿采樣，輸出第一上采樣信號；

所述第一下采樣電路接收所述第一高頻時鐘信號以及所述低頻時鐘信號，所述第一下采樣電路用于根據所述低頻時鐘信號對所述第一高頻時鐘信號進行下降沿采樣，輸出第一下采樣信號；

所述第二上采樣電路接收第二高頻振蕩器輸出的第二高頻時鐘信號以及所述低頻時鐘信號，所述第二上采樣電路用于根據所述低頻時鐘信號對所述第二高頻時鐘信號進行上升沿采樣，輸出第二上采樣信號；

所述第二下采樣電路接收所述第二高頻時鐘信號以及所述低頻時鐘信號，所述第二下采樣電路用于根據所述低頻時鐘信號對所述第二高頻時鐘信號進行下降沿采樣，輸出第二下采樣信號；

所述后處理電路接收所述第一上采樣信號、所述第一下采樣信號、所述第二上采樣信號以及所述第二下采樣信號，所述后處理電路用于對所述第一上采樣信號、所述第一下采樣信號中的一個信號，與所述第二上采樣信號、所述第二下采樣信號中的一個信號進行異或運算，以生成真隨機數信號并輸出。

2.根據權利要求1所述的真隨機數發生器，其特征在于，所述后處理電路包括第一開關、第二開關以及異或門；

所述第一開關的第一輸入端接收所述第一上采樣信號，所述第一開關的第二輸入端接收所述第一下采樣信號，所述第一開關用于輸出第一開關信號，所述第一開關信號為所述第一上采樣信號或所述第一下采樣信號；

所述第二開關的第一輸入端接收所述第二上采樣信號，所述第二開關的第二輸入端接收所述第二下采樣信號，所述第二開關用于輸出第二開關信號，所述第二開關信號為所述第二上采樣信號或所述第二下采樣信號；

所述異或門的第一輸入端接收所述第一開關信號，所述異或門的第二輸入端接收所述第二開關信號，所述異或門用于對所述第一開關信號以及所述第二開關信號進行異或運算，以生成所述真隨機數信號并輸出。

3.根據權利要求1所述的真隨機數發生器，其特征在于，所述真隨機數發生器還包括差分電路，所述差分電路的輸入端接收所述真隨機數信號，所述差分電路的第一輸出端輸出所述真隨機數信號，所述差分電路的第二輸出端輸出差分輸出信號，所述差分輸出信號與所述真隨機數信號形成一對差分信號。

4.根據權利要求3所述的真隨機數發生器，其特征在于，所述差分電路包括反相器，所述反相器的輸入端接收所述真隨機數信號，所述反相器的輸出端輸出所述差分輸出信號。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的真隨機數發生器，其特征在于，所述第一高頻時鐘信號的周期值以及所述第二高頻時鐘信號的周期值為高頻時鐘周期值，所述低頻時鐘信號的相位抖動的標準方差值與所述高頻時鐘周期值的比例大于或等于100且小于或等于1000。

6.根據權利要求1-4中任一項所述的真隨機數發生器，其特征在于，所述低頻時鐘信號的頻率為32K赫茲，所述第一高頻時鐘信號以及所述第二高頻時鐘信號的頻率大于或等于80M赫茲且小于或等于100M赫茲。

7.一種電子設備，其特征在于，包括低頻振蕩器、第一高頻振蕩器、第二高頻振蕩器以及權利要求1-6中任一項所述的真隨機數發生器，所述第一高頻振蕩器用于輸出第一高頻時鐘信號，所述第二高頻振蕩器用于輸出第二高頻時鐘信號。

8.根據要求7所述的電子設備，其特征在于，所述第一高頻振蕩器以及所述第二高頻振蕩器的振蕩器類型包括晶體振蕩器、鎖相環、壓控振蕩器。

9.根據要求7所述的電子設備，其特征在于，所述低頻振蕩器、所述第一高頻振蕩器以及所述第二高頻振蕩器均為張弛振蕩器，所述低頻振蕩器的平均電流的典型值小于100納安，所述第一高頻振蕩器的平均電流的典型值以及所述第二高頻振蕩器的平均電流的典型值均大于500微安。

10.根據要求7所述的電子設備，其特征在于，所述第一高頻振蕩器、所述第二高頻振蕩器均為張弛振蕩器，所述低頻振蕩器的振蕩器類型包括壓控振蕩器、鎖相環、晶體振蕩器；

或，所述第一高頻振蕩器、所述第二高頻振蕩器均為鎖相環，所述低頻振蕩器的振蕩器類型包括張弛振蕩器、壓控振蕩器、晶體振蕩器；

或，所述第一高頻振蕩器、所述第二高頻振蕩器均為晶體振蕩器，所述低頻振蕩器的振蕩器類型包括張弛振蕩器、壓控振蕩器、鎖相環；

或，所述第一高頻振蕩器、所述第二高頻振蕩器均為壓控振蕩器，所述低頻振蕩器的振蕩器類型包括張弛振蕩器、鎖相環、晶體振蕩器。