The invention discloses a true random number generator sampled by an oscillator, including a thermal noise generator, a loop oscillator, a voltage controlled oscillator, a D flip-flop and a post-processing circuit. The D flip-flop has a clock end, an input end and an output end of the thermal noise generator, an input end of the voltage controlled oscillator, and a output end of the voltage controlled oscillator and a clock end of the D flip-flop. The output end of the loop oscillator is connected with the input end of the D flip-flop, the output end of the D flip-flop is connected with the input end of the post-processing circuit, and the input end of the thermal noise generator is used to access the reference level. The thermal noise generator includes a digital-to-analog converter, an operational amplifier, a first resistor, a second resistor, a third resistor and a fourth resistor. It can meet the application requirements of high-speed circuits, and can balance the bit rate and randomness according to the application scenario, so it has high flexibility.
【技术实现步骤摘要】
一种利用振荡器采样的真随机数发生器
本专利技术涉及一种真随机数发生器,尤其是涉及一种利用振荡器采样的真随机数发生器。
技术介绍
文献(邓焕,金荣华,陈俊,等.基于振荡器的高性能真随机数发生器[J].固体电子学研究与进展,2007,27(3):391-396.)中介绍了一种真随机数发生器,结构如图1所示。该真随机数发生器中,运算放大器A1放大电阻Rnoise两端热噪声,放大后的热噪声与由Icp对电容Cs充放电后经运算放大器A1放大产生的三角波相叠加经施密特触发器comparator转换成抖动的慢振荡信号clkslow,该慢振荡信号既经电荷泵Chargepump反馈到运算放大器A1输入端形成闭环结构,用以补偿失调电压,又作为T触发器的时钟采样信号去采样稳定的快振荡信号生成原始随机序列,原始随机序列输入后处理电路进一步提高随机性。但是,上述真随机数发生器存在以下问题:一、热噪声仅被有限增益带宽运算放大器A1单次放大,慢振荡信号抖动小,输出序列比特率低,在高速电路中难以满足应用需要;二、电路采用闭环结构使得比特频率固定,不能根据应用场景在比特率与随机性之间平衡。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种输出序列具有较高的比特率,可以满足高速电路的应用需求,且能够根据应用场景在比特率与随机性之间平衡,灵活性高的利用振荡器采样的真随机数发生器。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种利用振荡器采样的真随机数发生器,包括热噪声发生器、环路振荡器、压控振荡器、D触发器和后处理电路,所述的D触发器具有时钟端、输入端和输出端,所述的热噪声发生器的输出端和所述 ...
【技术保护点】
1.一种利用振荡器采样的真随机数发生器,其特征在于包括热噪声发生器、环路振荡器、压控振荡器、D触发器和后处理电路,所述的D触发器具有时钟端、输入端和输出端,所述的热噪声发生器的输出端和所述的压控振荡器的输入端连接,所述的压控振荡器的输出端和所述的D触发器的时钟端连接,所述的环路振荡器的输出端和所述的D触发器的输入端连接,所述的D触发器的输出端和所述的后处理电路的输入端连接,所述的热噪声发生器的输入端用于接入参考电平,所述的热噪声发生器包括数模转换器、运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻,所述的模数转换器的输入端和所述的第三电阻的一端连接且其连接端为所述的热噪声发生器的输入端,所述的模数转换器的输出端和所述的第一电阻的一端连接,所述的第一电阻的另一端和所述的运算放大器的正相输入端连接,所述的第二电阻的一端和所述的运算放大器的反相输入端连接,所述的第三电阻的另一端、所述的第二电阻的另一端和所述的第四电阻的一端连接,所述的第四电阻的另一端和所述的运算放大器的输出端连接且其连接端为所述的热噪声发生器的输出端。
【技术特征摘要】
1.一种利用振荡器采样的真随机数发生器,其特征在于包括热噪声发生器、环路振荡器、压控振荡器、D触发器和后处理电路,所述的D触发器具有时钟端、输入端和输出端,所述的热噪声发生器的输出端和所述的压控振荡器的输入端连接,所述的压控振荡器的输出端和所述的D触发器的时钟端连接,所述的环路振荡器的输出端和所述的D触发器的输入端连接,所述的D触发器的输出端和所述的后处理电路的输入端连接,所述的热噪声发生器的输入端用于接入参考电平,所述的热噪声发生器包括数模转换器、运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻,所述的模数转换器的输入端和所述的第三电阻的一端连接且其连接端为所述的热噪声发生器的输入端,所述的模数转换器的输出端和所述的第一电阻的一端连接,所述的第一电阻的另一端和所述的运算放大器的正相输入端连接,所述的第二电阻的一端和所述的运算放大器的反相输入端连接,所述的第三电阻的另一端、所述的第二电阻的另一端和所述的第四电阻的一端连接,所述的第四电阻的另一端和所述的运算放大器的输出端连接且其连接端为所述的热噪声发生器的输出端。2.根据权利要求1所述的利用振荡器采样的真随机数发生器,其特征在于所述的压控振荡器包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第一电容、施密特触发器和第一反相器,所述的第一MOS管、所述的第五MOS管和所述的第六MOS管均为N型MOS管,所述的第二MOS管、所述的第三MOS管和所述的第四MOS管均为P型MOS管,所述的第一MOS管的栅极和所述的第六MOS管的栅极连接且其连接端为所述的压控振荡器的输入端,所述的第一MOS管的源极和所述的第六MOS管的源极均接地,所述的第一MOS管的漏极、所述的第二MOS管的栅极、所述的第二MOS管的漏极和所述的第三MOS管的栅极连接,所述的第二MOS管的源极和所述的第三MOS管的源极均接入电源,所述的第三MOS管的漏极和所述的第四M...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪鹏君,李桢,李刚,张会红,
申请(专利权)人:宁波大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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