【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，更具体的说是涉及一种真随机数发生器电路及芯片。
技术介绍
1、随着计算机技术、通信技术、网络技术的迅速发展，信息在存储、传送、接收和处理过程中的安全问题受到人们的广泛关注。随机数在信息安全系统中扮演着重要的角色，在基于计算机或internet的通信和交易中有着广泛的应用。比如数据加密、密钥管理、公钥和私钥的产生、电子商务、数字签名、身份鉴定以及蒙特卡罗仿真等都要用到随机数。
2、单光子雪崩光电二极管(spad，single photon avalanche diode)是一种工作在盖革模式下的光电探测器，其在无光条件下产生暗计数是一种量子物理过程，具有内在不可预测性，是天然的随机数产生源。现已有技术采用spad器件作为随机数产生源，利用光子到达时间的随机性产生随机数，但其需引入时间数字转换(tdc)电路，结构复杂，成本较高；且光子到达时间的随机性易受周围环境光源的影响，导致随机性遭到破坏。
3、因此，如何提出一种真随机数发生器电路及芯片，仅利用spad器件暗计数产生的量子物理过程，设计随机数发生器电路及芯片，降低电路结构的复杂，实现随机性是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种真随机数发生器电路及芯片，利用spad器件暗计数产生的量子物理过程，设计结构极其简单的随机数发生器电路及芯片，避免电路结构复杂及随机性可能遭破坏的问题，为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
2、一种
3、可选的，所述spad单管在密闭封装环境下产生暗计数作为随机数源，所述spad单管阴极接高压供电输入口工作于盖革模式，spad单管阴极所接高压幅值与暗计数产生速率成正相关。
4、可选的，所述开关管为mos管，所述mos管为淬灭电路，所述mos管漏端接spad单管阳极，所述mos管源端通过gnd输入口接地，所述mos管栅端作为mos管栅端信号输入口接输入信号，所述输入信号为固定电压或者固定频率的时钟信号。
5、可选的，所述触发器为d触发器，所述d触发器qn输出端接d端，q端作为真随机数输出口，clk端每接收一个数字脉冲产生一次“0到1”或“1到0”的翻转，持续输出1bit真随机数。
6、可选的，所述数字整形模块为数字buffer电路，所述数字buffer电路将spad单管输出信号整形为数字脉冲。
7、可选的，还包括：vdd供电输入口，所述vdd供电输入口与数字buffer电路连接，供数字buffer和触发器工作所需的电压。
8、可选的，还包括：高压供电输入口、vdd供电输入口、gnd输入口、mos管栅端信号输入口和真随机数输出口分别连接至对应io口。
9、可选的，还包括：由vdd供电输入口分别经过升压、分压产生高压供电输入口供电电压和mos管栅端信号输入口输入电压，vdd供电输入口、gnd输入口和真随机数输出口分别连接至对应io口。
10、可选的，一种真随机数发生器芯片，包括所述的一种真随机数发生器电路。
11、可选的，还包括：多个真随机数发生器电路与多个真随机数输出口io配合，所述多个真随机数发生器电路共用高压供电输入口io、vdd供电输入口io、gnd输入口io和mos管栅端信号输入口io。
12、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种真随机数发生器电路及芯片，具有如下有益效果：
13、本专利技术公开了一种真随机数发生器电路，包括：spad单管、开关管、数字整形模块和触发器；spad单管的输出端与开关管的输出端连接，并在连接处与数字整形模块的输入端连接，数字整形模块的输出端与触发器的输入端连接；开关管接收输入信号，并根据输入信号控制spad单管输出信号，数字整形模块将spad单管输出信号整形为数字脉冲，触发器接收数字脉冲产生翻转，持续输出真随机数。本专利技术中高压供电输入口、vdd供电输入口、gnd输入口、mos管栅端信号输入口和真随机数输出口5个端口，分别连接至5个对应io形成真随机数发生器芯片；高压供电输入口和mos管栅端信号输入口可以不连接至io，而由vdd供电输入口的电压经过升压、分压产生高压供电和mos管栅端输入电压，最终形成3个io的真随机数发生器芯片。采用spad器件暗计数产生的量子物理过程，产生真随机数，随机性好，所设计的结构极其简单，工作方式简单，成本低且使用方便。
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1.一种真随机数发生器电路，其特征在于，包括：SPAD单管、开关管、数字整形模块和触发器；SPAD单管的输出端与开关管的输出端连接，并在连接处与数字整形模块的输入端连接，数字整形模块的输出端与触发器的输入端连接；开关管接收输入信号，并根据输入信号控制SPAD单管输出信号，数字整形模块将SPAD单管输出信号整形为数字脉冲，触发器接收数字脉冲产生翻转，持续输出真随机数。
2.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述SPAD单管在密闭封装环境下产生暗计数作为随机数源，所述SPAD单管阴极接高压供电输入口工作于盖革模式，SPAD单管阴极所接高压幅值与暗计数产生速率成正相关。
3.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述MOS管为淬灭电路，所述MOS管漏端接SPAD单管阳极，所述MOS管源端通过GND输入口接地，所述MOS管栅端作为MOS管栅端信号输入口接输入信号，所述输入信号为固定电压或者固定频率的时钟信号。
4.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述触发器为D触发器，
5.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述数字整形模块为数字buffer电路，所述数字buffer电路将SPAD单管输出信号整形为数字脉冲。
6.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，还包括：VDD供电输入口，所述VDD供电输入口与数字buffer电路连接。
7.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，还包括：高压供电输入口、VDD供电输入口、GND输入口、MOS管栅端信号输入口和真随机数输出口分别连接至对应IO口。
8.根据权利要求7所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，还包括：由VDD供电输入口分别经过升压、分压产生高压供电输入口供电电压和MOS管栅端信号输入口输入电压，VDD供电输入口、GND输入口和真随机数输出口分别连接至对应IO口。
9.一种真随机数发生器芯片，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的一种真随机数发生器电路。
10.根据权利要求9所述的一种真随机数发生器芯片，其特征在于，还包括：多个真随机数发生器电路与多个真随机数输出口IO配合，所述多个真随机数发生器电路共用高压供电输入口IO、VDD供电输入口IO、GND输入口IO和MOS管栅端信号输入口IO。
...【技术特征摘要】
1.一种真随机数发生器电路，其特征在于，包括：spad单管、开关管、数字整形模块和触发器；spad单管的输出端与开关管的输出端连接，并在连接处与数字整形模块的输入端连接，数字整形模块的输出端与触发器的输入端连接；开关管接收输入信号，并根据输入信号控制spad单管输出信号，数字整形模块将spad单管输出信号整形为数字脉冲，触发器接收数字脉冲产生翻转，持续输出真随机数。
2.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述spad单管在密闭封装环境下产生暗计数作为随机数源，所述spad单管阴极接高压供电输入口工作于盖革模式，spad单管阴极所接高压幅值与暗计数产生速率成正相关。
3.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述开关管为mos管，所述mos管为淬灭电路，所述mos管漏端接spad单管阳极，所述mos管源端通过gnd输入口接地，所述mos管栅端作为mos管栅端信号输入口接输入信号，所述输入信号为固定电压或者固定频率的时钟信号。
4.根据权利要求1所述的一种真随机数发生器电路，其特征在于，所述触发器为d触发器，所述d触发器qn输出端接d端，q端作为真随机数输出口，clk端每接收一个数字脉冲产生一次“0到1”或“1到0”的翻转，持续输出1bit真随...
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