集成电路制造技术

技术编号:17997375 阅读:41 留言:0更新日期:2018-05-19 14:16
本公开的实施例涉及集成电路。一种用于物理不可克隆功能的集成设备基于呈现阈值电压的随机分布的MOS晶体管集合,这例如起因于通过多晶硅层的注入,阈值电压由呈现不可预测的特征的掺杂物的横向注入而获得。特定数目的这些晶体管形成一组量规晶体管,其将使得定义平均栅源电压成为可能,这使得对这些晶体管的某些其他晶体管的栅极进行偏置成为可能(其将被用于定义由功能生成的唯一码的各个比特)。因此,所有这些晶体管呈现漏源电流的随机分布,并且与数字码的比特相关联的晶体管的每个漏源电流与对应于该分布的平均的参考电流的比较使得定义该比特为逻辑值0或1成为可能。

【技术实现步骤摘要】
集成电路
本公开总体上涉及物理不可克隆功能,并且在特定实施例中,涉及集成的物理不可克隆功能设备。
技术介绍
物理不可克隆功能使得自动地生成不可预测的唯一码成为可能,其取决于物理不可克隆功能的随机或部分随机物理特性。可以由物理可克隆功能的制造期间的振动引起这些物理特性。因此,克隆这样的功能是非常困难的或者实际上不可能的。此外,与从一个物理不可克隆功能到另一物理不可克隆功能不同,所生成的代码的内容是唯一的、不能被预见,并且可以例如取决于当将功能上电时的分量的特定配置。因此,例如,可以通过在上电期间呈现取决于存储器的部分随机物理特性的内容的非易失性存储器来实现物理不可克隆功能,制造中的这些变化导致针对各种存储器的不同的物理特性。目前,可以例如借助于随机访问存储器或非易失性存储器或者环形振荡器或者特定逻辑电路来实现物理不可克隆功能。然而,在某些情况下,现有技术的这些设备在集成电路内或多或少是可容易检测的,或者关于温度或老化的修改不是非常鲁棒的,或者对于故障注入攻击是敏感的。因此,存在提出一种对于检测困难同时关于温度变化或老化变化足够鲁棒并且对于利用现有的CMOS技术实现简单的物理不可克隆功能结构的需要。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题中的至少一个,提出了一种基于呈现阈值电压的随机分布的MOS晶体管集合的物理不可克隆功能的集成设备,这例如起因于通过多晶硅层的注入,阈值电压由呈现不可预测特性的掺杂物的横向注入而获得。特定数目的这些晶体管然后被用作一组“量规”晶体管,其使得定义平均(即,平均值)栅源电压成为可能,这使得对这些晶体管中的某些其他晶体管的栅极进行偏置成为可能(其定义被用于由功能生成的唯一码的各个比特)。因此,所有这些晶体管呈现漏源电流的随机分布,并且与数字码的比特相关联的晶体管的每个漏源电流与对应于该分布的平均的参考电流的比较使得定义该比特为逻辑值0或1成为可能。因此,根据一个实施例,提出了一种集成电路,其包括至少一个域,该域包括物理不可克隆功能设备。该物理不可克隆功能器件包括:MOS晶体管集合,其呈现相应的阈值的随机分布;第一耦合链路,其经由至少一个公共节点将集合的一组N个第一晶体管和集合的至少一个第二晶体管耦合;以及第二耦合链路,其在每个公共节点与所述功能的对应的输出节点之间。一组N个第一晶体管形成一组“量规”晶体管,其使得定义平均栅源电压成为可能,这使得对所述集合的每个第二晶体管进行偏置成为可能。每个第二晶体管与输出信号相关联,输出信号的值将使得定义由物理不可克隆功能递送的唯一数字码的比特的逻辑值成为可能,例如在集成电路的所述域的上电期间。实施例完美地适用于单个第二晶体管;然而通常,第二晶体管的数目是更高的,这是因为其定义由功能递送的代码的比特数。并且当该代码有利地被用作密钥时,优选该比特数是大的,至少大于10(例如,32或64)。同样地,为了获得使得对第二晶体管的栅极进行偏置的平均栅源电压的好的定义,优选的是,数目N是足够大的。选择优选地大于或等于10数目N是可能的,然而该数目N能够是大得多的(例如,大约100的阶(该值无需被限制)。同样地,可能但是不是必须的,第一晶体管的数目N等于第二晶体管的数目。第一耦合链接被配置为采取在其中在域被供电时其能够进行以下各项的至少一个第一状态:生成主电流并且将主电流分布在N个第一晶体管中,以便针对每个第一晶体管生成第一平均栅源电压;由第一平均栅源电压对每个第二晶体管的栅极进行偏置;并且向每个公共节点递送等于对应于主电流的1/N的基础电流的参考电流。此外,第二耦合链接被配置为向每个输出节点递送输出信号,输出信号的电平取决于参考电流的电平与穿过对应的第二晶体管的电流的电平之间的比较。在每次上电时,穿过每个第二晶体管的电流的电平是相同的。虽然直接从第一上电使得第一耦合链接处于其第一状态是可能的,然而,在第一上电期间使得第一耦合链接立即地处于其第一状态是优选的并且特别有利的。实际上,在某些情况下完全可能的是,穿过第二晶体管的电流将非常接近于参考电流,可能然后导致比较中的不稳定性。因此,在物理不可克隆功能的第一上电期间检测这些不稳定的比特以便能够关于其逻辑值做出决策是优选的。这是为何在第一上电期间首先使第一耦合链接处于其中主电流(第二状态)在一个方向上被偏移或者参考电流(第三状态)在另一方向上被偏移的状态中优选的原因。从硬件制造观点,优选的是,其是被偏移的主电流。因此,根据一个实施例,第一耦合链接是可配置的,并且还能够根据命令采取第二状态,在第二状态中在域被供电时其能够:连续地生成起因于主电流和辅助电流的叠加的第一叠加电流并且然后起因于主电流和相反的辅助电流的叠加的第二叠加电流,或者第二电流并且然后第一电流;连续地分布N个第一晶体管中所叠加的电流中的每个电流,以便针对每个第一晶体管生成对应的第二平均栅源电压;通过所述对应的第二平均栅源电压对每个第二晶体管的栅极进行偏置;以及向每个公共节点递送等于所述基础电流的所述参考电流。即便如此,对参考电流进行偏移也将是可能的。因此,根据另一可能实施例,第一耦合链接是可配置的并且而且能够根据命令采取第三状态,在第三状态中,当所述域被供电时其能够进行以下各项的:生成所述主电流;将主电流分布在N个第一晶体管中以便针对每个第一晶体管生成所述第一平均栅源电压;通过所述第一平均栅源电压对每个第二晶体管的栅极进行偏置;以及连续地向每个公共节点递送起因于基础电流和辅助电流的叠加的第一电流并且然后起因于所述基础电流和相反的辅助电流的叠加的第二电流、或者第二电流并且然后第一电流,作为参考电流。无论选择什么实施例,设备有利地包括:控制电路,其被配置为使第一耦合链接处于其第二或第三状态;以及处理器,其被配置为在每个输出节点的水平处分析与所述辅助电流相关联的输出信号的值以及与相反的辅助电流相关联的输出信号的值,以及在分贝与这两个输出信号值相关联的数字码的对应比特的两个逻辑值之间的不一致的情况下,关于数字码的对应比特的管理做出决策。控制电路有利地被配置为在所述域的第一上电期间使得第一耦合链接处于其第二或第三状态,并且在其处于其第二或第三状态之后并且在任何后续上电期间使得第一耦合链接处于其第一状态。在第一上电期间做出的所述决策然后对于第一上电的全部剩余部分并且对于任何后续上电是有效的。此外,可以由处理器从以下决策或以下决策的组合中间做出该决策:数字码中的对应比特的忽视、或针对该比特的任意逻辑值的固定。实际上,第一耦合链接可以包括可控制的辅助电流源,其被配置为生成辅助电流或相反的辅助电流。此外,第一耦合链接被配置为根据二极管布置安装每个第一晶体管,并行连接所有第一晶体管,以及将第一晶体管的栅极连接到每个第二晶体管的栅极。此外,第一耦合链接包括在其第一状态中在第一晶体管的栅极与每个公共节点之间连接的分流器电路。分流器电路可以包括N个第一晶体管与每个公共节点之间所连接的电流镜。即便如此,作为变型,有利的是,特别地为了减少电流消耗,分流器电路包括:主晶体管,其被连接到第一晶体管的栅极并且旨在施加所述主电流并且通过偏置电压在其栅极上被偏置;以及次晶体管,其被连接到每个共同电极,其栅极被连接到主晶体管的栅极并且被配置为向对应的公共节点提供等于主电流本文档来自技高网...
集成电路

【技术保护点】
一种集成电路,其特征在于,包括:域,其包括物理不可克隆功能设备,所述物理不可克隆功能设备包括呈现相应的阈值电压的随机分布的MOS晶体管集合;第一耦合链接,其经由公共节点将所述MOS晶体管集合中的一组N个第一晶体管和所述MOS晶体管集合中的第二晶体管耦合;第二耦合链接,其在所述公共节点与所述物理不可克隆功能设备的输出节点之间,其中所述第一耦合链接被配置为:当所述域被供电时并且当所述第一耦合链接处于第一状态时,生成主电流并且将所述主电流分布在所述一组N个第一晶体管中,以便针对每个第一晶体管生成第一平均栅源电压;通过所述第一平均栅源电压对所述第二晶体管的栅极进行偏置;以及向所述公共节点递送参考电流,其中所述参考电流等于对应于所述主电流的1/N的基础电流,并且其中所述第二耦合链接被配置为向所述输出节点递送输出信号,所述输出信号取决于所述参考电流与穿过所述第二晶体管的电流之间的比较。

【技术特征摘要】
2017.03.22 FR 17523361.一种集成电路,其特征在于,包括:域,其包括物理不可克隆功能设备,所述物理不可克隆功能设备包括呈现相应的阈值电压的随机分布的MOS晶体管集合;第一耦合链接,其经由公共节点将所述MOS晶体管集合中的一组N个第一晶体管和所述MOS晶体管集合中的第二晶体管耦合;第二耦合链接,其在所述公共节点与所述物理不可克隆功能设备的输出节点之间,其中所述第一耦合链接被配置为:当所述域被供电时并且当所述第一耦合链接处于第一状态时,生成主电流并且将所述主电流分布在所述一组N个第一晶体管中,以便针对每个第一晶体管生成第一平均栅源电压;通过所述第一平均栅源电压对所述第二晶体管的栅极进行偏置;以及向所述公共节点递送参考电流,其中所述参考电流等于对应于所述主电流的1/N的基础电流,并且其中所述第二耦合链接被配置为向所述输出节点递送输出信号,所述输出信号取决于所述参考电流与穿过所述第二晶体管的电流之间的比较。2.根据权利要求1所述的集成电路,其特征在于所述第一耦合链接还被配置为:当所述域被供电时并且当所述第一耦合链接处于第二状态时,生成由所述主电流和辅助电流的叠加而造成的第一叠加电流;当所述域被供电时并且当所述第一耦合链接处于第二状态时,生成由所述主电流和相反的辅助电流的叠加而造成的第二叠加电流,其中生成所述第一叠加电流和所述第二叠加电流将所述第一叠加电流和所述第二叠加电流分布在所述一组N个第一晶体管中,以便生成针对每个第一晶体管的第二平均栅源电压;通过所述第二平均栅源电压对所述第二晶体管的所述栅极进行偏置;以及向所述公共节点递送等于所述基础电流的所述参考电流。3.根据权利要求2所述的集成电路,其特征在于所述第一耦合链接还包括可控制的辅助电流源,所述可控制的辅助电流源被配置为生成所述辅助电流或所述相反的辅助电流。4.根据权利要求3所述的集成电路,其特征在于所述可控制的辅助电流源被耦合到所述一组N个第一晶体管的栅极。5.根据权利要求1所述的集成电路,其特征在于所述第一耦合链接还被配置为:当所述域被供电时并且当所述第一耦合链接处于第三状态时,生成所述主电流;将所述主电流分布在所述一组N个第一晶体管中,以便生成针对每个第一晶体管的所述第一平均栅源电压;通过所述第一平均栅源电压对所述第二晶体管的所述栅极进行偏置;以及向所述公共节点递送所述参考电流,所述参考电流包括由所述基础电流和辅助电流的叠加而造成的第一电流,所述参考电流还包括由所述基础电流和相反的辅助电...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·利萨特R·A·比安基B·弗罗门特
申请(专利权)人:意法半导体克洛尔二公司意法半导体鲁塞公司
类型:新型
国别省市:法国,FR

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