[发明专利]随机位单元、随机数值产生器及随机位单元的操作方法

说明书

本发明公开了一种随机位单元。随机位单元包括锁存器、电压选择器、第一非易失储存组件及第二非易失储存组件。锁存器具有第一端耦接于第一区域位线，及第二端耦接于第二区域位线。第一非易失储存组件具有第一端耦接于第一区域位线，及第二端耦接于电压选择器。第二非易失储存组件具有第一端耦接于第二区域位线，及第二端耦接于电压选择器。在起始操作期间，第一非易失储存组件及第二非易失储存组件的第二端处于浮接状态。在注册操作期间，第一非易失储存元及第二非易失储存组件的第二端接收电压选择器所提供的写入电压。

技术领域

本发明是有关于一种随机位单元，特别是指一种具有非易失性储存组件的随机位单元。

背景技术

一般来说，为避免电子装置遭到未授权者的存取，电子装置的制造者常会花费可观的金钱和时间来发展防伪机制。在先前技术中，物理不可克隆函数(physicalunclonable function，PUF)电路既有的特征使得物理不可克隆函数电路常被用来保护系统免于物理攻击或逆向工程。物理不可克隆函数电路可以根据无法预测的物理特征产生随机的数值。

由于每一个静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)单元的锁存器的状态会与其初始的电荷状态极为相关，且这个初始电荷状态并无法预测也无法控制，因此静态随机存取存储器单元可被用来实作物理不可克隆函数电路以产生随机数值。然而，由于储存在静态随机存取存储器单元的锁存器的随机数值是挥发性的，因此必须在每次电源重置时重新产生。此外，静态随机存取存储器单元的初始电荷状态会受到环境噪声和周围环境的显著影响。因此，随着电源开关，静态随机存取存储器单元的初始电荷状态也可能会改变，导致随机数值也会跟着改变，进而造成使用此随机数值的安全系统不稳定。

发明内容

本发明的一实施例提供一种随机位单元。随机位单元包括锁存器、电压选择器、第一非易失储存组件及第二非易失储存组件。

锁存器具有第一端及第二端，锁存器的第一端耦接于第一区域位线，而锁存器的第二端耦接于第二区域位线。

电压选择器具有第一浮接端、第二浮接端、写入端及预充电端，电压选择器的写入端提供写入电压，而电压选择器的预充电端提供预充电压。

第一非易失储存组件具有第一端及第二端，第一非易失储存组件的第一端耦接于第一区域位线，第一非易失储存组件的第二端耦接于电压选择器。第二非易失储存组件具有第一端及第二端，第二非易失储存组件的第一端耦接于第二区域位线，而第二非易失储存组件的第二端耦接于电压选择器。

在起始操作期间，锁存器根据锁存器的起始电荷状态，将第一区域位线及第二区域位线中的一者拉至一第一参考电压，并将另一者拉至大于第一参考电压的第二参考电压。电压选择器将第一非易失储存组件的第二端耦接至第一浮接端，并将第二非易失储存组件的第二端耦接至第二浮接端。

在注册操作期间，电压选择器将第一非易失储存组件的第二端及第二非易失储存组件的第二端耦接至写入电压端。

在读取操作期间，电压选择器将第一非易失储存组件的第二端及第二非易失储存组件的第二端耦接至预充电端，并感测第一区域位线的电压及第二区域位线的电压以读出随机位单元的随机位。

本发明的另一实施例提供一种随机数值产生器。随机数值产生器包括多条地址位线及复数个随机位单元。每一随机位单元包括锁存器、电压选择器、位线选择电路、第一非易失储存组件及第二非易失储存组件。

锁存器具有第一端及第二端，锁存器的第一端耦接于第一区域位线，而锁存器的第二端耦接于第二区域位线。

位线选择电路耦接于第一区域位线、第二区域位线、第一地址位线及第二地址位线。

电压选择器具有第一浮接端、第二浮接端、写入端及预充电端，电压选择器的写入端提供写入电压，而电压选择器的预充电端提供预充电压。