[发明专利]一种基于RRAM的高效可重构环形振荡器PUF电路

权利要求书

1.一种基于RRAM的高效可重构环形振荡器PUF电路，其特征在于，所述PUF电路包括熵源电路和响应产生电路；

所述响应产生电路至少包括一个环形振荡器；所述熵源电路包括列选择器和写驱动电路、RRAM Crossbar阵列和行解码器；RRAM Crossbar阵列包括三种电路控制线，分别为行线Row、列线Col以及使能信号线WL；使能信号线WL用于使能NMOS管以控制相应行的1T1R单元是否导通；行线和列线用于选择不同的行和相应的RRAM通路以实现PUF的可配置性；

在响应产生阶段，第一激励作为地址输入给行解码器，以选择至少一个行作为环形振荡器的馈电输入，同时使能相应的WL线；再将第二激励作为地址输入给列选择器和写驱动电路，选择前述每个导通行中任意数量列的RRAM参与到熵源的提取中去；其中，每行中的RRAM都是并列状态，最终的电阻为所有选择的RRAM的并列值；

列选择器和写驱动电路施加供电电压给RRAM Crossbar阵列中相应行的RRAM，再经过行解码器与环形振荡器电路PMOS的漏极相连，以将生成的随机熵源施加在环形振荡器的供电端；

所述响应产生电路用于放大RRAM Crossbar阵列输出的随机熵源，并最终表现为环形振荡器的振荡频率的变化，再通过比较同一个环形振荡器在不同周期的振荡频率或者不同环形振荡器在同一个周期的振荡频率以产生唯一的响应值。

2.根据权利要求1所述的基于RRAM的高效可重构环形振荡器PUF电路，其特征在于，所述响应产生电路包括N个环形振荡器、N个计数器和1个比较器；

所述N个环形振荡器的供电端一一对应地与N个行解码器相连，输出端则与相应的计数器的输入端相连，计数器的输出端连接至比较器；

所述N为大于等于2的正整数。

3.根据权利要求1所述的基于RRAM的高效可重构环形振荡器PUF电路，其特征在于，所述响应产生电路包括M个环形振荡器和M个比较电路；

每个比较电路均包括计数器、寄存器和比较器；所述M个环形振荡器的供电端一一对应地与M个行解码器相连，输出端则与相应比较电路的计数器的输入端相连；所述计数器的输出端分为两路，其中一路直接连接至比较器，另一路通过寄存器连接至比较器；

所述M为大于等于1的正整数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于RRAM的高效可重构环形振荡器PUF电路，其特征在于，所述环形振荡器由8级CMOS反向器和1级与非门组成；

所有CMOS反向器中的PMOS都与RRAM Crossbar阵列相连，通过与非门的Enable使能信号，控制环形振荡器电路是否产生振荡；

所述与非门的一个输入端和输出端与各反向器首尾相连；与非门的另一个输入端作为控制信号，在需要进行认证时，使能环形振荡器振荡，在不需要工作时，配置与非门输出为稳定信号，使环形振荡器模块处于稳态，不再进行振荡。