[发明专利]一种离散时间混沌随机数发生器电路

说明书

本发明公开了一种离散时间混沌随机数发生器电路，包括第一映射电路、第二映射电路，用于实现非线性映射特征，和两个采样/保持电路，由一个开关和一个电容组成；所述的第一映射电路的输出端通过采样/保持电路接第二映射电路的输入端，所述第二映射电路的输出端通过采样/保持电路接第一映射电路的输入端。本发明基于混沌的计算使用混沌电路来实现逻辑功能，它可以将当前状态映射到未来状态，通过调整映射电路中Vb以输出不同的电压调整映射特征，产生混沌信号，从而使随机数发生器电路具有很好的随机性。

技术领域

本发明属于混沌随机数发生器电路设计领域，具体涉及一种离散时间混沌随机数发生器电路。

背景技术

随着人工智能、大数据、边缘计算等新型应用场景的强势来袭以及系统级芯片(SoC)的快速发展，安全问题也随之成为人们关注的焦点。

随机数发生器广泛应用于信息社会的各个领域(例如：射频识别、无线传感器)，其主要用于数据存储、加密、解密和身份识别等。随机数发生器主要有以下几个结构：i)直接放大噪声。这种方法由于需要一个高增益的放大器放大噪声而导致较大的功率。同时由于放大器本身存在的输出失调、有限带宽等非理想因素都将明显影响随机数发生器的随机性。ii)基于电路亚稳态特性。具有良好的随机性，但是占据面积大。iii)基于振荡器采样。高频时钟与低频抖动时钟相结合产生随机比特流，虽然电路实现相对容易，但随机性很差。iiii)基于混沌电路。它提供了高质量的随机性，因为混沌系统仅依赖于其初始条件而不是熵源的统计量，因此导致长期的不可预测性。也就是说，它对确定性噪声的存在不敏感，并且其随机性是从稳健的信号动态特性中获得的。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种离散时间混沌随机数发生器电路。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种离散时间混沌随机数发生器电路，包括：第一映射电路、第二映射电路，用于实现非线性映射特征，和两个采样/保持电路，由一个开关和一个电容组成；所述的第一映射电路的输出端通过采样/保持电路接第二映射电路的输入端，所述第二映射电路的输出端通过采样/保持电路接第一映射电路的输入端。

作为本发明的进一步改进，所述开关与所述第一映射电路或第二映射电路的信号输出端相连，所述电容的一端所述第一映射电路或第二映射电路的信号输入端相连，另一端与地相连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一映射电路包括1个PMOS晶体管MP1和2个NMOS晶体管MN1、MN2；

MP1的源极接电源电压Vdd，MP1的漏极接MN2的漏极，MN2的源极接MN1的漏极，MN1的源极接地；

MP1、MN2的栅极接第一映射电路的输入信号Vin；

MN1的漏极、MN2的源极为第一映射电路的输出Vout。

所述第二映射电路包括1个PMOS晶体管MP2和2个NMOS晶体管MN3、MN4；

MP2的源极接电源电压Vdd，MP2的漏极接MN4的漏极，MN4的源极接MN3的漏极，MN3的源极接地；

MP2、MN4的栅极接第二映射电路输入信号Vin；

MN3的漏极、MN4的源极为第二映射电路的输出Vout。

作为本发明的进一步改进，所述的MN1或MN3的栅极接偏置电压Vb。

根据权利要求3所述的一种离散时间混沌随机数发生器电路，其特征在于：采用PMOS晶体管MP3和MP4作为采样/保持电路的开关。

作为本发明的进一步改进，MN2的源极、MN1的漏极接MP3的源极，MP3的漏极接MP2、MN4的栅极，MN4的源极、MN3的漏极接MP4的源极，MP4的漏极接MP1、MN2的栅极。