【技术实现步骤摘要】
本申请涉及集成电路，具体而言，涉及一种真随机数发生器、集成电路及控制方法、芯片及电子器件。
技术介绍
1、常见的真随机数发生器通常采用两个自由振荡的环形振荡器ring1和ring2以及用于采样的d触发器来实现，例如图1所示。其中，ring1输出高频时钟信号fh，接d触发器的数据输入d端；ring2输出低频时钟信号fs作为采样时钟，接d触发器的clk(时钟)端。ring1和ring2相互独立，产生不同的振荡频率。由于电路中热噪声和干扰的存在，时钟信号fh和fs存在抖动，而fh远大于fs，高频时钟fh的抖动远大于采样时钟fs的抖动。采样时钟fs通过d触发器采样高频时钟fh的抖动，使输出的序列qout具有不确定性，即得到有一定随机性的序列。
2、对于这类真随机数发生器，采样时钟fs采样点越接近高频时钟抖动分布的中心位置，输出序列的熵值越大，反之越小。而由于系统安全需求与输出序列的熵值相关，在许多场景中要求输出序列的熵值需要达到设定的目标熵值才能满足安全需求。
3、目前为了使输出序列的熵值达到设定的目标熵值，通常是通过增加高频环形振荡器的个数，将整个高频时钟周期内充满抖动，从而保证输出序列的熵值能达到目标熵值。但是，这种方式所需环形振荡器个数多，会导致芯片出现面积大、功耗高等问题。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种真随机数发生器、集成电路及控制方法、芯片及电子器件，用以解决相关技术存在着的，为保证输出序列的熵值能达到目标熵值，需要设置多个高频振荡器，
2、本申请实施例提供了一种真随机数发生器，包括：第一振荡器；第二振荡器，且所述第二振荡器的相位和振荡频率可调；采样模块，所述采样模块的数据输入端与所述第一振荡器的信号输出端连接，所述采样模块的时钟端与所述第二振荡器的信号输出端连接，所述采样模块用于根据所述第二振荡器的输出信号对所述第一振荡器的输出信号进行采样并输出；熵值分析模块，所述熵值分析模块的输入端分别与所述采样模块的信号输出端、所述第一振荡器的信号输出端、所述第二振荡器的信号输出端连接，所述熵值分析模块的输出端与所述第二振荡器连接，所述熵值分析模块用于根据所述第一振荡器的输出信号、所述第二振荡器的输出信号和所述采样模块的输出信号调整所述第二振荡器的相位和/或振荡频率。
3、在上述实现方式中，熵值分析模块可以根据第一振荡器的输出信号、第二振荡器的输出信号和采样模块的输出信号调整所述第二振荡器的相位和/或振荡频率，这就可以使得真随机数发生器在工作时，可以通过熵值分析模块的作用将第二振荡器的相位和振荡频率调整到合适的位置，从而使得真随机数发生器即使不设置多个高频振荡器，也可以使得输出序列的熵值能达到目标熵值，从而降低芯片面积，降低功耗。
4、进一步地，所述第二振荡器包括：第一延迟单元，所述第一延迟单元的输入端与所述熵值分析模块的第一输出端连接，所述第一延迟单元响应于所述第一输出端的输出信号的不同产生不同的延迟。
5、在上述实现方式中，在第二振荡器内设置第一延迟单元，通过调整第一延迟单元的延迟就可以调整第二振荡器内信号输入到信号输出的延迟时间值，即可以调整第二振荡器的信号周期(由于信号周期与振荡频率互为倒数，因此也就可以调整第二振荡器的振荡频率)。
6、进一步地，所述真随机数发生器还包括第二延迟单元和使能信号接收端；所述第一振荡器的输入端与所述使能信号接收端连接，且所述第二振荡器的输入端通过所述第二延迟单元与所述使能信号接收端连接；所述第二延迟单元的输入端与所述熵值分析模块的第二输出端连接，所述第二延迟单元响应于所述第二输出端的输出信号的不同产生不同的延迟。
7、在上述实现方式中，由于第二振荡器的输入端是通过第二延迟单元与所述使能信号接收端连接，而第一振荡器的输入端直接与使能信号接收端连接，这就导致一旦第二延迟单元的延迟时间发生改变，使能信号到达第一振荡器和第二振荡器的时间差就会发生改变，进而使得第二振荡器的输出信号相对于第一振荡器的输出信号相位发生改变，即实现了对于第二振荡器的相位调整。
8、进一步地，所述熵值分析模块包括：第一计数器、第二计数器和第一判断电路；所述第一计数器分别与预设的基准时钟源以及所述第一振荡器的信号输出端连接，以根据所述基准时钟源对所述第一振荡器的输出信号进行计数；所述第二计数器分别与所述基准时钟源以及所述第二振荡器的信号输出端连接，以根据所述基准时钟源对所述第二振荡器的输出信号进行计数；所述第一判断电路的输入端分别与所述第一计数器和所述第二计数器的输出端连接，所述第一判断电路的输出端与所述第二振荡器连接；所述第一判断电路用于根据所述第一计数器和所述第二计数器的计数值调整所述第二振荡器的振荡频率。
9、在上述实现方式中，通过第一计数器可以有效记录出一个基准时钟内第一振荡器的输出信号产生的上升沿或下降沿数量(该数量体现出的是第一振荡器的输出信号的频率，即第一振荡器的振荡频率)，通过第二计数器可以有效记录出一个基准时钟内第二振荡器的输出信号产生的上升沿或下降沿数量(该数量体现出的是第二振荡器的输出信号的频率，即第二振荡器的振荡频率)，进而基于第一计数器和第二计数器的计数值，第一判断电路可以判断出第二振荡器的输出信号的上升沿是否和第一振荡器的输出信号的上升沿或下降沿对齐，进而确定出当前第二振荡器输出的信号是否适合采样模块进行采样。从而在不适合时，可以调整第二振荡器的振荡频率。
10、进一步地，所述熵值分析模块包括：第三计数器和第二判断电路；所述第三计数器分别与所述第二振荡器的信号输出端、所述采样模块的信号输出端连接，以根据所述第二振荡器的输出信号对所述采样模块的输出信号中出现信号跳变时经历的周期数进行计数；所述第二判断电路的输入端与所述第三计数器的输出端连接，所述第二判断电路的输出端与所述第二延迟单元连接，所述第二判断电路用于根据所述第三计数器的计数值和预设的信号跳变周期阈值，调整所述第二延迟单元的延迟。
11、在上述实现方式中，通过第三计数器可以统计出采样模块的输出信号中出现信号跳变时经历的周期数。而真随机数发生器输出的输出序列(即采样模块的输出信号构成的序列)的熵值与采样模块的输出信号中出现信号跳变时经历的周期数是相关的，采样模块的输出信号中出现信号跳变时经历的周期数越大，理论上输出序列的熵值越小。在上述实现方式中，通过预设信号跳变周期阈值，从而可以在第三计数器的计数值大于预设信号跳变周期阈值时就调整第二延迟单元的延迟，即调整第二振荡器的相位，这就使得通过对第二振荡器的相位的调整，可以使得第二振荡器的输出信号的采样点被慢慢地向第一振荡器的输出信号的抖动分布的中心位置进行调整，从而使得输出序列的熵值能够达到目标熵值。
12、本申请实施例还提供了一种集成电路，包括：熵值分析模块和多个真随机数发生器；每个所述真随机数发生器包括：第一振荡器；第二振荡器，且所述第二振荡器的相位和振荡频率可调；采样模块，所述采样本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真随机数发生器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述第二振荡器包括：
3.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述真随机数发生器还包括第二延迟单元和使能信号接收端；
4.如权利要求1-3任一项所述的真随机数发生器，其特征在于，所述熵值分析模块包括：第一计数器、第二计数器和第一判断电路；
5.如权利要求3所述的真随机数发生器，其特征在于，所述熵值分析模块包括：第三计数器和第二判断电路；
6.一种集成电路，其特征在于，包括：熵值分析模块和多个真随机数发生器；
7.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于，针对任意一个所述真随机数发生器，所述第二振荡器包括：第一延迟单元；
8.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于，针对任意一个所述真随机数发生器，该真随机数发生器还包括第二延迟单元和使能信号接收端；
9.如权利要求6-8任一项所述的集成电路，其特征在于，所述熵值分析模块包括：第一计数器、第二计数器和第一判断电路；
10.如权利
11.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的真随机数发生器中，所述方法包括：
12.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求6-10任一项所述的集成电路中，所述方法包括：
13.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的真随机数发生器，或者，包括如权利要求6-10任一项所述的集成电路。
14.一种电子器件，其特征在于，包括如权利要求13所述的芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种真随机数发生器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述第二振荡器包括：
3.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述真随机数发生器还包括第二延迟单元和使能信号接收端；
4.如权利要求1-3任一项所述的真随机数发生器，其特征在于，所述熵值分析模块包括：第一计数器、第二计数器和第一判断电路；
5.如权利要求3所述的真随机数发生器，其特征在于，所述熵值分析模块包括：第三计数器和第二判断电路；
6.一种集成电路，其特征在于，包括：熵值分析模块和多个真随机数发生器；
7.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于，针对任意一个所述真随机数发生器，所述第二振荡器包括：第一延迟单元；
8.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂海英，刘勇江，金军贵，
申请(专利权)人：成都海光微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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