【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路、方法及電子產(chǎn)品。
技術(shù)介紹
1、在互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨機(jī)數(shù)被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域，比如銀行數(shù)據(jù)、通信密碼和個(gè)人信息安全等都需使用真正的隨機(jī)數(shù)。隨機(jī)數(shù)的特性是任何一個(gè)數(shù)和其產(chǎn)生前和產(chǎn)生后出現(xiàn)的數(shù)毫無關(guān)系。目前存在有多種不同產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法，雖然自然界有許多種物理現(xiàn)象都可以產(chǎn)生真正的隨機(jī)數(shù)：比如擲骰子、雨滴散布、原子核電子分布等等，但這些物理性隨機(jī)數(shù)發(fā)生器大多難于實(shí)現(xiàn)，而且有的技術(shù)要求非常復(fù)雜。
2、常見的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法是在物理隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中把集成電子元件的各種隨機(jī)噪聲(比如元件內(nèi)部電子的隨機(jī)移動(dòng)、熱噪聲等)和器件之間信號(hào)傳輸抖動(dòng)(比如振蕩器輸出電平上升和下降沿的隨機(jī)抖動(dòng)jitter)等通過采樣和放大處理轉(zhuǎn)化為隨機(jī)輸出信號(hào)，但采用這些方法設(shè)計(jì)的芯片往往需要較大的功耗或面積。
3、因此，如何獲得占用面積小、功耗低，且易于實(shí)現(xiàn)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。
4、應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本專利技術(shù)的
技術(shù)介紹
部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)的目的在于提供一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路、方法及電子產(chǎn)品，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中隨機(jī)數(shù)發(fā)生器占用面積大、功耗高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。
2、為實(shí)
3、隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊及放大模塊；其中，
4、所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊基于電遷移引起的導(dǎo)體電阻值隨機(jī)變化產(chǎn)生具有隨機(jī)性的電壓；
5、所述放大模塊連接于所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的輸出端，將所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊輸出的電壓放大，得到隨機(jī)電平信號(hào)。
6、可選地，所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊配置為：基于四個(gè)電子熔絲單元的電遷移分別得到四個(gè)阻值隨機(jī)變化的電阻，四個(gè)電阻中兩個(gè)為一組構(gòu)成分壓結(jié)構(gòu)，并通過分壓得到差分的兩個(gè)具有隨機(jī)性的電壓。
7、更可選地，所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊包括第一、第二、第三、第四電子熔絲單元，第一、第二、第三、第四開關(guān)單元；
8、所述第一電子熔絲單元與所述第二電子熔絲單元并聯(lián)在所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的第一輸出端和第一預(yù)設(shè)電壓之間；所述第三電子熔絲單元與所述第四電子熔絲單元并聯(lián)在所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的第二輸出端和所述第一預(yù)設(shè)電壓之間；
9、所述第一開關(guān)單元連接在所述第一輸出端和第二預(yù)設(shè)電壓之間，所述第二開關(guān)單元連接在所述第二輸出端和所述第二預(yù)設(shè)電壓之間，用于對(duì)各電子熔絲單元進(jìn)行編程；
10、所述第三開關(guān)單元連接在所述第一電子熔絲單元和所述第二預(yù)設(shè)電壓之間，所述第四開關(guān)單元連接在所述第三電子熔絲單元和所述第二預(yù)設(shè)電壓之間，用于形成兩個(gè)所述分壓結(jié)構(gòu)；
11、其中，所述第一預(yù)設(shè)電壓不等于所述第二預(yù)設(shè)電壓。
12、更可選地，當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓小于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，各電子熔絲單元均包括串聯(lián)的nmos開關(guān)管及熔絲；所述nmos開關(guān)管的源極連接所述第一預(yù)設(shè)電壓，漏極經(jīng)由所述熔絲連接所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的對(duì)應(yīng)輸出端，柵極連接對(duì)應(yīng)控制信號(hào)。
13、更可選地，當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓小于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元、所述第二開關(guān)單元、所述第三開關(guān)單元或所述第四開關(guān)單元采用pmos管實(shí)現(xiàn)。
14、更可選地，當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓大于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，各電子熔絲單元均包括串聯(lián)的pmos開關(guān)管及熔絲；所述pmos開關(guān)管的源極連接所述第二預(yù)設(shè)電壓，漏極經(jīng)由所述熔絲連接所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的對(duì)應(yīng)輸出端，柵極連接對(duì)應(yīng)控制信號(hào)。
15、更可選地，當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓大于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元、所述第二開關(guān)單元、所述第三開關(guān)單元或所述第四開關(guān)單元采用nmos管實(shí)現(xiàn)。
16、可選地，所述放大模塊為靈敏放大器結(jié)構(gòu)。
17、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)還提供一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法，所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法包括：
18、1)通過電遷移引起導(dǎo)體電阻值隨機(jī)變化，基于電阻值的隨機(jī)變化得到具有隨機(jī)性的電壓；
19、2)采集并放大所述具有隨機(jī)性的電壓，得到表示隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)電平信號(hào)。
20、可選地，步驟1)包括：
21、11)分別對(duì)四個(gè)熔絲施加電壓，各熔絲發(fā)生電遷移及阻值的變化；
22、12)每?jī)蓚€(gè)熔絲構(gòu)成串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)，基于兩個(gè)串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)對(duì)同一電壓分壓，得到兩個(gè)分壓值，兩個(gè)分壓值為差分信號(hào)。
23、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)還提供一種電子產(chǎn)品，所述電子產(chǎn)品至少包括：上述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路。
24、如上所述，本專利技術(shù)的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路、方法及電子產(chǎn)品，具有以下有益效果：
25、本專利技術(shù)的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路、方法及電子產(chǎn)品以導(dǎo)體的電遷移現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電阻增大、而且電阻值呈現(xiàn)隨機(jī)性為工作機(jī)理，通過差分電路設(shè)計(jì)，將電阻變化轉(zhuǎn)化為具有隨機(jī)性的電壓差，再經(jīng)過放大輸出隨機(jī)電平信號(hào)；具備高隨機(jī)性、工作可靠、占用面積小、工作及待機(jī)功耗小。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于，所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路至少包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊配置為：基于四個(gè)電子熔絲單元的電遷移分別得到四個(gè)阻值隨機(jī)變化的電阻，四個(gè)電阻中兩個(gè)為一組構(gòu)成分壓結(jié)構(gòu)，并通過分壓得到差分的兩個(gè)具有隨機(jī)性的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊包括第一、第二、第三、第四電子熔絲單元，第一、第二、第三、第四開關(guān)單元；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓小于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，各電子熔絲單元均包括串聯(lián)的NMOS開關(guān)管及熔絲；所述NMOS開關(guān)管的源極連接所述第一預(yù)設(shè)電壓，漏極經(jīng)由所述熔絲連接所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的對(duì)應(yīng)輸出端，柵極連接對(duì)應(yīng)控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓小于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元、所述第二開關(guān)單元、所述第三開關(guān)單元或所述第四開關(guān)單元采用PMOS管實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓大于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元、所述第二開關(guān)單元、所述第三開關(guān)單元或所述第四開關(guān)單元采用NMOS管實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：所述放大模塊為靈敏放大器結(jié)構(gòu)。
9.一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法，其特征在于，所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法，其特征在于：步驟1)包括：
11.一種電子產(chǎn)品，其特征在于，所述電子產(chǎn)品至少包括：如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于，所述隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路至少包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊配置為：基于四個(gè)電子熔絲單元的電遷移分別得到四個(gè)阻值隨機(jī)變化的電阻，四個(gè)電阻中兩個(gè)為一組構(gòu)成分壓結(jié)構(gòu)，并通過分壓得到差分的兩個(gè)具有隨機(jī)性的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊包括第一、第二、第三、第四電子熔絲單元，第一、第二、第三、第四開關(guān)單元；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓小于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，各電子熔絲單元均包括串聯(lián)的nmos開關(guān)管及熔絲；所述nmos開關(guān)管的源極連接所述第一預(yù)設(shè)電壓，漏極經(jīng)由所述熔絲連接所述隨機(jī)電壓產(chǎn)生模塊的對(duì)應(yīng)輸出端，柵極連接對(duì)應(yīng)控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，其特征在于：當(dāng)所述第一預(yù)設(shè)電壓小于所述第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元、所述第二開關(guān)單元、所述第三開關(guān)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：晏穎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海華力集成電路制造有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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