【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及隨機數(shù)生成，尤其涉及一種基于磁性隧道結(jié)陣列的隨機數(shù)振蕩器和隨機數(shù)生成器。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代信息
，隨機數(shù)的生成具有多方面的用途，高質(zhì)量的隨機數(shù)在加密通信、安全認(rèn)證等眾多領(lǐng)域都成為確保系統(tǒng)安全性和可靠性的關(guān)鍵因素。
2、傳統(tǒng)的隨機數(shù)振蕩器通常利用相位噪聲生成隨機信號。相位噪聲屬于連續(xù)型隨機過程，需要基于頻率噪聲累積來產(chǎn)生隨機性，限制了隨機數(shù)產(chǎn)生的速度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N基于磁性隧道結(jié)陣列的隨機數(shù)振蕩器和隨機數(shù)生成器，用以提高隨機數(shù)的產(chǎn)生速度。
2、具體地，本申請是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
3、本申請第一方面提供一種基于磁性隧道結(jié)陣列的隨機數(shù)振蕩器，所述隨機數(shù)振蕩器包括讀寫選擇電路和磁性隧道結(jié)陣列；所述磁性隧道結(jié)陣列包括多個磁性隧道結(jié)，所述磁性隧道結(jié)包括平行狀態(tài)和反平行狀態(tài)，所述磁性隧道結(jié)在所述平行狀態(tài)下具有第一電阻值；所述磁性隧道結(jié)在所述反平行狀態(tài)下具有第二電阻值；所述第一電阻值和所述第二電阻值不同；其中，
4、所述讀寫選擇電路，用于在每個振蕩周期內(nèi)，選擇所述磁性隧道結(jié)陣列中的第一磁性隧道結(jié)進(jìn)入讀操作，并在滿足預(yù)設(shè)寫入規(guī)則時，選擇所述磁性隧道結(jié)陣列中除所述第一磁性隧道結(jié)之外的第二磁性隧道結(jié)進(jìn)入寫操作，以使所述磁性隧道結(jié)陣列的電阻值在所述平行狀態(tài)對應(yīng)的第一電阻值和所述反平行狀態(tài)對應(yīng)的第二電阻值之間隨機分布；
5、所述磁性隧道結(jié)陣列被用于作為所述隨機數(shù)振蕩器中的電流型頻率決定元件或電
6、本申請第二方面提供一種隨機數(shù)生成器，所述隨機數(shù)生成器包括上述任一項的隨機數(shù)振蕩器。
7、本申請?zhí)峁┑幕诖判运淼澜Y(jié)陣列的隨機數(shù)振蕩器和隨機數(shù)生成器，通過設(shè)置讀寫選擇電路和磁性隧道結(jié)陣列，并在每個振蕩周期內(nèi)，通過讀寫選擇電路來進(jìn)行讀寫控制，使所述磁性隧道結(jié)陣列的電阻值在所述平行狀態(tài)對應(yīng)的第一電阻值和所述反平行狀態(tài)對應(yīng)的第二電阻值之間隨機分布，形成二項分布的隨機過程，進(jìn)一步的，將所述磁性隧道結(jié)陣列作為所述隨機數(shù)振蕩器中的電流型頻率決定元件或電阻型頻率決定元件，這樣，即可使所述隨機數(shù)振蕩器的振蕩頻率受控于所述磁性隧道結(jié)陣列的電阻值，而電阻值的隨機變化直接影響振蕩頻率，使振蕩頻率隨電阻值的隨機變化而隨機切換，這樣，第一方面，相比于傳統(tǒng)的方法，不需要依賴相位噪聲的累積來產(chǎn)生隨機性，直接基于電阻變化來引入隨機性，且由于磁性隧道結(jié)陣列的平行和反平行狀態(tài)通過自旋轉(zhuǎn)移矩技術(shù)（vcma）進(jìn)行切換，這種切換在納秒級別內(nèi)完成，這樣，不僅可以提高隨機數(shù)的生成速度，而且可以支持更高的振蕩頻率；第二方面，由于磁性隧道結(jié)的能耗極低，在保持高速運作的同時，能夠大幅度降低隨機數(shù)振蕩器的整體功耗；第三方面，磁性隧道結(jié)可以承受大量的翻轉(zhuǎn)，可以提高隨機數(shù)振蕩器的耐久度，高耐久度不僅可以提高其壽命，還可以提高其適應(yīng)性；第四方面，磁性隧道結(jié)陣列還可以通過外加電壓主動放大熱噪聲，以提高隨機數(shù)生成的效果。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于磁性隧道結(jié)陣列的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述隨機數(shù)振蕩器包括讀寫選擇電路和磁性隧道結(jié)陣列；所述磁性隧道結(jié)陣列包括多個磁性隧道結(jié)，所述磁性隧道結(jié)包括平行狀態(tài)和反平行狀態(tài)，所述磁性隧道結(jié)在所述平行狀態(tài)下具有第一電阻值；所述磁性隧道結(jié)在所述反平行狀態(tài)下具有第二電阻值；所述第一電阻值和所述第二電阻值不同；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述讀寫選擇電路包括一個電壓源電路、多個選擇電路、以及一個用于為所述多個選擇電路提供控制信號的控制電路；所述多個選擇電路的數(shù)量與所述磁性隧道結(jié)陣列包含的磁性隧道結(jié)的數(shù)量相同，每個選擇電路與一個磁性隧道結(jié)電連接；其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述電壓源電路包括用于提供正向讀取電壓的第一電壓源和用于提供負(fù)向?qū)懭腚妷旱牡诙妷涸矗幻總€選擇電路包括與所述第一電壓源連接的第一選擇電路、以及與所述第二電壓源連接的第二選擇電路；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述第一選擇電路包括第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)；其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述張弛振蕩器的所述控制電路包括計數(shù)器和解碼器；其中，
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述控制電路，具體用于依序控制所述磁性隧道結(jié)陣列中的各個磁性隧道結(jié)進(jìn)入讀狀態(tài)，并在當(dāng)前振蕩周期，控制當(dāng)前進(jìn)入讀狀態(tài)的磁性隧道結(jié)的下一個磁性隧道結(jié)進(jìn)入寫狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述隨機數(shù)振蕩器為環(huán)形振蕩器，所述電壓源電路包括由奇數(shù)個非門構(gòu)成的環(huán)形電路；每個非門的輸出端用于向一個磁性隧道結(jié)陣列提供正向讀取電壓或負(fù)向?qū)懭腚妷海凰鲞x擇電路包括與所述非門連接的第三選擇電路；其中，
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述隨機數(shù)振蕩器為張弛振蕩器、文氏橋振蕩器、相移振蕩器、基于尾電流控制的諧波振蕩器。
10.一種隨機數(shù)生成器，其特征在于，所述隨機數(shù)生成器包括權(quán)利要求1-9任一項所述的隨機數(shù)振蕩器。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于磁性隧道結(jié)陣列的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述隨機數(shù)振蕩器包括讀寫選擇電路和磁性隧道結(jié)陣列；所述磁性隧道結(jié)陣列包括多個磁性隧道結(jié)，所述磁性隧道結(jié)包括平行狀態(tài)和反平行狀態(tài)，所述磁性隧道結(jié)在所述平行狀態(tài)下具有第一電阻值；所述磁性隧道結(jié)在所述反平行狀態(tài)下具有第二電阻值；所述第一電阻值和所述第二電阻值不同；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述讀寫選擇電路包括一個電壓源電路、多個選擇電路、以及一個用于為所述多個選擇電路提供控制信號的控制電路；所述多個選擇電路的數(shù)量與所述磁性隧道結(jié)陣列包含的磁性隧道結(jié)的數(shù)量相同，每個選擇電路與一個磁性隧道結(jié)電連接；其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述電壓源電路包括用于提供正向讀取電壓的第一電壓源和用于提供負(fù)向?qū)懭腚妷旱牡诙妷涸矗幻總€選擇電路包括與所述第一電壓源連接的第一選擇電路、以及與所述第二電壓源連接的第二選擇電路；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機數(shù)振蕩器，其特征在于，所述第一選擇電路包括第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)；其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊壘強，李岳升，
申請(專利權(quán))人：蘇州凌存科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。