[发明专利]一种真随机数发生器及其实现方法

权利要求书

1.一种真随机数发生器，其包括：电源模块和电源管理单元(6)，其特征在于，所述真随机数发生器包括：时钟单元、采样器(3)、后处理单元(4)和偏置电路(5)；所述电源管理单元(6)将接收到的所述电源模块发出的电源信号进行转换，并用转换的电源信号对所述真随机数发生器进行供电；所述偏置电路(5)将接收到的电源信号传输到所述时钟单元；所述时钟单元、采样器(3)和后处理单元(4)依次连接。

2.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述电源模块包括分别向所述电源管理单元(6)发出电源信号的VDD和VSS。

3.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述时钟单元包括：分别与所述采样器(3)连接的第一时钟源(1)和第二时钟源(2)；所述第二时钟源(2)与所述偏置电路(5)连接。

4.根据权利要求3所述的真随机数发生器，其特征在于，所述第一时钟源(1)包括：缓冲器(11)和与其连接的环形振荡器(12)，所述缓冲器(11)与所述采样器(3)连接。

5.根据权利要求3所述的真随机数发生器，其特征在于，所述第二时钟源(2)包括：噪声源(7)、处理单元(8)、压控振荡器VCO(9)和偏置电路(10)；所述处理单元(8)将接收的所述噪声源(7)的信号进行处理；所述压控振荡器VCO(9)分别接收所述处理单元(8)和所述偏置电路(10)传输的信号；所述压控振荡器VCO(9)与采样器(3)连接。

6.根据权利要求5所述的真随机数发生器，其特征在于，所述噪声源(7)包括：第一噪声源(13)和第二噪声源(14)；所述处理单元(8)包括：第一缓冲放大单元(15)、第二缓冲放大单元(16)、电荷泵(17)和滤波器(18)；所述第一噪声源(13)经过所述第一缓冲放大单元(15)进行幅度放大后进入所述电荷泵(17)的UP端口，所述第二噪声源(14)经过所述第二缓冲放大单元(16)进行幅度放大后进入所述电荷泵(17)的DN端口，所述电荷泵(17)的输出端分别与所述滤波器(18)和压控振荡器(9)连接。

7.根据权利要求5或者6所述的真随机数发生器，其特征在于，所述电荷泵(17)包括：依次设置的充电电流源(19)、压控开关(21，22)和放电电流源(20)；所述电荷泵(17)的UP端口和DN端口分别控制充电通路的所述压控开关(21)和放电通路的所述压控开关(22)，所述充电电流源(19)和所述放电电流源(20)具有相等的电流信号。

8.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述后处理单元(4)，采用48位线性反馈移位寄存器LFSR；所述后处理单元(4)的反馈位异或所述采样器(3)的输出数据；所述LFSR使用多项式f(x)：f(x)＝X48+X7+X5+X4+X2+X+1，多项式f(x)的初始值由采样器(3)产生。

9.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述第一时钟源(1)、第二时钟源(2)、所述采样器(3)和所述后处理单元(4)之间采用保护环进行隔离处理。

10.根据权利要求9所述的真随机数发生器，其特征在于，所述保护环使用电磁屏蔽材料制造。

11.根据权利要求10所述的真随机数发生器，其特征在于，所述电磁屏蔽材料为导电橡胶、导电布、导电泡棉和导电布胶带。

12.根据权利要求1-11任一项所述的真随机数发生器，其特征在于，所述真随机数发生器使用型号为CEPESAMDB/V100404/1108的芯片。