PUF电路及其响应生成方法技术

本发明专利技术公开了一种PUF电路及其响应生成方法，其中PUF电路包括存储阵列单元、脉冲产生单元、驱动控制单元和读写及计数单元，存储阵列单元包括多个存储单元；脉冲产生单元与存储阵列单元相连接；驱动控制单元分别与存储阵列单元和脉冲产生单元相连接，驱动控制单元用于产生驱动信号，以便脉冲产生单元根据驱动信号产生可编程的渐变脉冲，并根据渐变脉冲同时对多个存储单元进行Forming操作；读写及计数单元分别与驱动控制单元和存储阵列单元相连接，读写及计数单元用于读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据分布情况判断是否输出对应的随机响应；从而不仅减少时间成本，而且还减少了阵列面积。而且还减少了阵列面积。而且还减少了阵列面积。

【技术实现步骤摘要】
PUF电路及其响应生成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种PUF电路和一种PUF电路的响应生成方法。

技术介绍

[0002]相关技术中，物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions，PUF)在实际意义上就是硬件的指纹，通过相同的激励给到不同的PUF存储单元上会得到唯一的响应，其中PUF利用了物理器件在工艺制作过程中无法避免的工艺偏差以及自身的物理特性而产生的唯一性标识作为密钥提取的熵源，它具有唯一性、随机性和不可克隆性；现有的PUF电路结构如图1和图2所示，采用外部提供的不同脉冲进行Set或者Reset操作，其需要两个存储阵列单元以便对每个Cell进行点对点的操作，从而将电阻值较高的点置为高阻态，该方式导致在相同的容量下不仅增加面积还增加了时间成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种PUF电路，通过集成可编程脉冲产生单元和读写及计数单元,内部产生渐变脉冲对每个存储单元同时进行操作，并根据操作后的每个存储单元的分布情况判断是否输出对应的随机响应，从而不仅减少时间成本，而且还减少了阵列面积。
[0004]为达到上述目的，本专利技术实施例提出的一种PUF电路，包括存储阵列单元，所述存储阵列单元包括多个存储单元；脉冲产生单元，所述脉冲产生单元与所述存储阵列单元相连接；驱动控制单元，所述驱动控制单元分别与所述存储阵列单元和所述脉冲产生单元相连接，所述驱动控制单元用于产生驱动信号，以便所述脉冲产生单元根据所述驱动信号产生可编程的渐变脉冲，并根据所述渐变脉冲同时对所述多个存储单元进行Forming操作；读写及计数单元，所述读写及计数单元分别与所述驱动控制单元和所述存储阵列单元相连接，所述读写及计数单元用于读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据所述分布情况判断是否输出对应的随机响应。
[0005]根据本专利技术实施例提出的PUF电路，包括存储阵列单元、脉冲产生单元、驱动控制单元和读写及计数单元，存储阵列单元包括多个存储单元；脉冲产生单元与存储阵列单元相连接；驱动控制单元分别与存储阵列单元和脉冲产生单元相连接，驱动控制单元用于产生驱动信号，以便脉冲产生单元根据驱动信号产生可编程的渐变脉冲，并根据渐变脉冲同时对多个存储单元进行Forming操作；读写及计数单元分别与驱动控制单元和存储阵列单元相连接，读写及计数单元用于读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据分布情况判断是否输出对应的随机响应；由此，通过集成可编程脉冲产生单元和读写及计数单元,内部产生渐变脉冲对每个存储单元同时进行操作，并根据操作后的每个存储单元的分布情况判断是否输出对应的随机响应，从而不仅减少时间成本，而且还减少了阵列面积。
[0006]另外，根据本专利技术实施例上述提出的PUF电路还可以具有如下附加的技术特征：
[0007]可选地，所述PUF电路还包括列译码器和行译码器，所述列译码器输出端与所述存储阵列单元的列输入端相连接，以便提供所述存储阵列单元的列选信号，所述行译码器输出端与所述存储阵列单元的行输入端相连接，以便提供所述存储阵列单元的行选信号。
[0008]可选地，所述分布状况包括随机产生的O或者1的数字序列，且所有存储单元产生的0和1的个数比值为1:1。
[0009]可选地，所述读写及计数单元包括计数器，所述计数器用于对分布状况中的任意一种数字序列进行计数，并判断计数值是否等于所有存储单元个数的一半，如果是，则输出对应的随机响应，如果否，则继续进行Forming操作。
[0010]进一步地，如果所述计数器对随机产生的1进行计数，且计数值小于所有存储单元个数的一半则进行Forming操作，如果所述计数器对随机产生的1进行计数，且计数值大于所有存储单元个数的一半则进行Reset操作；如果所述计数器对随机产生的0进行计数，且计数值小于所有存储单元个数的一半则进行Reset操作，如果所述计数器对随机产生的0进行计数，且计数值大于所有存储单元个数的一半则进行Forming操作。
[0011]可选地，所述渐变脉冲为脉冲宽度由大到小的脉冲信号或者脉冲高度由高到低的脉冲信号。
[0012]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种PUF电路的响应生成方法，包括以下步骤：采用读写及计数单元读取存储阵列单元中的每个存储单元的分布状况，以得到所有存储单元个数；通过脉冲产生单元根据驱动控制单元产生的驱动信号产生可编程的渐变脉冲，并根据渐变脉冲同时对每个存储单元进行Forming操作；采用读写及计数单元读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据分布情况和所有存储单元个数判断是否输出对应的随机响应。
[0013]根据本专利技术实施例的PUF电路的响应生成方法，首先，采用读写及计数单元读取存储阵列单元中的每个存储单元的分布状况，以得到所有存储单元个数；然后，通过脉冲产生单元根据驱动控制单元产生的驱动信号产生可编程的渐变脉冲，并根据渐变脉冲同时对每个存储单元进行Forming操作；最后，采用读写及计数单元读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据分布情况和所有存储单元个数判断是否输出对应的随机响应；不仅能够减少时间成本，而且还能减少阵列面积。
[0014]另外，根据本专利技术实施例上述提出的PUF电路的响应生成方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0015]可选地，所述分布状况包括随机产生的O或者1的数字序列，且所有存储单元产生的0和1的个数比值为1:1。
[0016]可选地，采用读写及计数单元读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据所述分布情况和所有存储单元个数判断是否输出对应的随机响应，包括：采用读写及计数单元对分布状况中的1进行计数，以得到计数值；判断所述计数值是否等于所有存储单元个数的一半；如果是，则输出对应的随机响应，如果否，则判断所述计数值小于或者大于所有存储单元个数的一半；如果小于所有存储单元个数的一半则进行Forming操作，如果大于所有存储单元个数的一半则进行Reset操作。
[0017]可选地，采用读写及计数单元读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以
便根据所述分布情况和所有存储单元个数判断是否输出对应的随机响应，包括：采用读写及计数单元对分布状况中的0进行计数，以得到计数值；判断所述计数值是否等于所有存储单元个数的一半；如果是，则输出对应的随机响应，如果否，则判断所述计数值小于或者大于所有存储单元个数的一半；如果小于所有存储单元个数的一半则进行Reset操作，如果大于所有存储单元个数的一半则进行Forming操作。
附图说明
[0018]图1为现有PUF电路的结构原理图；
[0019]图2为现有PUF电路的操作过程示意图；
[0020]图3为根据本专利技术实施例的PUF电路的电路方框示意图；
[0021]图4为根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PUF电路，其特征在于，包括：存储阵列单元，所述存储阵列单元包括多个存储单元；脉冲产生单元，所述脉冲产生单元与所述存储阵列单元相连接；驱动控制单元，所述驱动控制单元分别与所述存储阵列单元和所述脉冲产生单元相连接，所述驱动控制单元用于产生驱动信号，以便所述脉冲产生单元根据所述驱动信号产生可编程的渐变脉冲，并根据所述渐变脉冲同时对所述多个存储单元进行Forming操作；读写及计数单元，所述读写及计数单元分别与所述驱动控制单元和所述存储阵列单元相连接，所述读写及计数单元用于读取Forming操作后的每个存储单元的分布状况，以便根据所述分布情况判断是否输出对应的随机响应。2.根据权利要求1所述的PUF电路，其特征在于，所述PUF电路还包括列译码器和行译码器，所述列译码器输出端与所述存储阵列单元的列输入端相连接，以便提供所述存储阵列单元的列选信号，所述行译码器输出端与所述存储阵列单元的行输入端相连接，以便提供所述存储阵列单元的行选信号。3.根据权利要求2所述的PUF电路，其特征在于，所述分布状况包括随机产生的O或者1的数字序列，且所有存储单元产生的0和1的个数比值为1:1。4.根据权利要求3所述的PUF电路，其特征在于，所述读写及计数单元包括计数器，所述计数器用于对分布状况中的任意一种数字序列进行计数，并判断计数值是否等于所有存储单元个数的一半，如果是，则输出对应的随机响应，如果否，则继续进行Forming操作。5.根据权利要求4所述的PUF电路，其特征在于，如果所述计数器对随机产生的1进行计数，且计数值小于所有存储单元个数的一半则进行Forming操作，如果所述计数器对随机产生的1进行计数，且计数值大于所有存储单元个数的一半则进行Reset操作；如果所述计数器对随机产生的0进行计数，且计数值小于所有存储单元个数的一半则进行Reset操作，如果所述计数器对随机产生的0进行计数，且计数值大于所有存储单元个数的一半则进行Forming操作。6.根据权利要求1所述的PU...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹家宇，黄天辉，陈瑞隆，刘美冬，
申请(专利权)人：厦门半导体工业技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：