級(jí)D觸發(fā)器的D輸入端的 第三時(shí)鐘信號(hào)的下降沿與時(shí)鐘端的第二時(shí)鐘信號(hào)的下降沿的相對(duì)關(guān)系；
[0025] 圖12為本實(shí)用新型隨機(jī)數(shù)生成裝置實(shí)施例的第五實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖13為本實(shí)用新型隨機(jī)數(shù)生成裝置實(shí)施例的圖12實(shí)例中η級(jí)D觸發(fā)器的D輸入端的 第三時(shí)鐘信號(hào)的上升沿與時(shí)鐘端的第二時(shí)鐘信號(hào)的下降沿的相對(duì)關(guān)系；
[0027] 圖14為本實(shí)用新型隨機(jī)數(shù)生成裝置實(shí)施例的第六實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖15為本實(shí)用新型隨機(jī)數(shù)生成裝置實(shí)施例的圖14實(shí)例中η級(jí)D觸發(fā)器的D輸入端的 第二時(shí)鐘信號(hào)的下降沿與時(shí)鐘端的第三時(shí)鐘信號(hào)的下降沿的相對(duì)關(guān)系；
[0029] 圖16為本實(shí)用新型隨機(jī)數(shù)生成裝置實(shí)施例中采用5級(jí)D觸發(fā)器的實(shí)例的電路時(shí)序 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0031] 如圖3所示，為本實(shí)用新型隨機(jī)數(shù)生成裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可以包 括:存儲(chǔ)模塊31、可調(diào)延遲模塊32、同步邏輯模塊33和延遲控制邏輯模塊34，存儲(chǔ)模塊31與 可調(diào)延遲模塊32連接，同步邏輯模塊33與存儲(chǔ)模塊31連接，延遲控制邏輯模塊34與同步邏 輯模塊33連接，延遲控制邏輯模塊34與可調(diào)延遲模塊32連接。其中，存儲(chǔ)模塊31可以包括η 級(jí)存儲(chǔ)單元，該η級(jí)存儲(chǔ)單元具體可以包括:第1級(jí)存儲(chǔ)單元311、中間級(jí)存儲(chǔ)單元312和第η 級(jí)存儲(chǔ)單元313,中間級(jí)存儲(chǔ)單元312與第1級(jí)存儲(chǔ)單元311連接，第η級(jí)存儲(chǔ)單元313與中間 級(jí)存儲(chǔ)單元312連接，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，所以，中間級(jí)存儲(chǔ)單元312有η-2個(gè)存 儲(chǔ)單元。第1級(jí)存儲(chǔ)單元311、中間級(jí)存儲(chǔ)單元312以及第η級(jí)存儲(chǔ)單元313均與可調(diào)延遲模塊 32連接，同步邏輯模塊33與第1級(jí)存儲(chǔ)單元311、中間級(jí)存儲(chǔ)單元312和第η級(jí)存儲(chǔ)單元313均 連接。
[0032] 在本實(shí)施例中，可調(diào)延遲模塊32用于對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延遲，生成η個(gè)第二時(shí)鐘 信號(hào)，在控制信號(hào)的控制下對(duì)η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)的延遲進(jìn)行調(diào)整，其中，η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)相 對(duì)于第一時(shí)鐘信號(hào)的延遲依次增大，η為大于或等于3的自然數(shù);η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)和第三時(shí) 鐘信號(hào)分別作為存儲(chǔ)模塊31中η級(jí)存儲(chǔ)單元的輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，使得第1級(jí)存儲(chǔ)單元 311和第η級(jí)存儲(chǔ)單元313的輸出為正常狀態(tài)，中間級(jí)存儲(chǔ)單元312中至少有一級(jí)存儲(chǔ)單元的 輸出為亞穩(wěn)態(tài)，第一時(shí)鐘信號(hào)與第三時(shí)鐘信號(hào)為同步信號(hào)；同步邏輯模塊33具體與η級(jí)存儲(chǔ) 單元的輸出連接，用于對(duì)η級(jí)存儲(chǔ)單元的輸出進(jìn)行同步，以便得到η級(jí)存儲(chǔ)單元的穩(wěn)定的輸 出，消除前述的亞穩(wěn)態(tài)，這樣，若某一級(jí)的存儲(chǔ)單元輸出發(fā)生亞穩(wěn)態(tài)時(shí)，可以在同步邏輯模 塊33中使該級(jí)存儲(chǔ)單元輸出的不確定的振蕩的狀態(tài)得到穩(wěn)定后再進(jìn)行輸出，這樣可以使后 續(xù)的延遲控制邏輯模塊34進(jìn)行正確的判斷得到真隨機(jī)數(shù);延遲控制邏輯模塊34用于根據(jù)η 級(jí)存儲(chǔ)單元的穩(wěn)定的輸出，生成控制信號(hào)，生成并輸出真隨機(jī)數(shù)。
[0033] 該實(shí)施例的具體工作過(guò)程如下：可調(diào)延遲模塊32對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延遲，生成η 個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)，在控制信號(hào)的控制下對(duì)η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)的延遲進(jìn)行調(diào)整，其中，η個(gè)第二 時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)于第一時(shí)鐘信號(hào)的延遲依次增大，η為大于或等于3的自然數(shù);存儲(chǔ)模塊31將η 個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)和第三時(shí)鐘信號(hào)分別作為η級(jí)存儲(chǔ)單元的輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，使得第1級(jí) 存儲(chǔ)單元311和第η級(jí)存儲(chǔ)單元313的輸出為正常狀態(tài)，中間級(jí)存儲(chǔ)單元312中至少有一級(jí)存 儲(chǔ)單元的輸出為亞穩(wěn)態(tài)，其中，η級(jí)存儲(chǔ)單元包括第1級(jí)存儲(chǔ)單元311、中間級(jí)存儲(chǔ)單元312和 第η級(jí)存儲(chǔ)單元313,第一時(shí)鐘信號(hào)與第三時(shí)鐘信號(hào)為同步信號(hào)；同步邏輯模塊33對(duì)η級(jí)存儲(chǔ) 單元的輸出進(jìn)行同步，以便得到η級(jí)存儲(chǔ)單元的穩(wěn)定的輸出，消除前述的亞穩(wěn)態(tài);延遲控制 邏輯模塊34根η級(jí)存儲(chǔ)單元的穩(wěn)定的輸出生成控制信號(hào)，生成并輸出真隨機(jī)數(shù)。
[0034] 在本實(shí)施例中，可調(diào)延遲模塊32對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延遲，生成η個(gè)第二時(shí)鐘信 號(hào)，在控制信號(hào)的控制下對(duì)η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)的延遲進(jìn)行調(diào)整，其中，η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)相對(duì) 于第一時(shí)鐘信號(hào)的延遲依次增大，η為大于或等于3的自然數(shù)，η個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)和第三時(shí)鐘 信號(hào)分別作為存儲(chǔ)模塊31中η級(jí)存儲(chǔ)單元的輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，使得第1級(jí)存儲(chǔ)單元311 和第η級(jí)存儲(chǔ)單元313的輸出為正常狀態(tài)，中間級(jí)存儲(chǔ)單元312中至少有一級(jí)存儲(chǔ)單元為亞 穩(wěn)態(tài)，然后通過(guò)同步邏輯模塊33對(duì)η級(jí)存儲(chǔ)單元的輸出進(jìn)行同步，得到η級(jí)存儲(chǔ)單元的穩(wěn)定 的輸出，消除前述的亞穩(wěn)態(tài)，最后延遲控制邏輯模塊34根據(jù)η級(jí)存儲(chǔ)單元的穩(wěn)定的輸出生成 控制信號(hào)，生成并輸出真隨機(jī)數(shù)，這樣，由于采用的第一時(shí)鐘信號(hào)與第三時(shí)鐘信號(hào)為同步信 號(hào)，所以可以避免采用異步輸入信號(hào)時(shí)不能與存儲(chǔ)單元的時(shí)鐘完全異步的情況，提高了存 儲(chǔ)單元的輸出發(fā)生亞穩(wěn)態(tài)的可能性，實(shí)現(xiàn)根據(jù)觸發(fā)器輸出端的亞穩(wěn)態(tài)生成真隨機(jī)數(shù)，保證 了得到的真隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性，且不用采用專門的時(shí)鐘產(chǎn)生異步輸入信號(hào)，容易實(shí)現(xiàn)，降低了 芯片的復(fù)雜度。
[0035] 可選地，在本實(shí)施例中，第一時(shí)鐘信號(hào)與第三時(shí)鐘信號(hào)可以為同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào);或 者，第三時(shí)鐘信號(hào)為第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行無(wú)延遲邏輯處理后得到的時(shí)鐘信號(hào)，例如，對(duì)第一時(shí) 鐘信號(hào)進(jìn)行取反操作得到的時(shí)鐘信號(hào)。
[0036] 可選地，在本實(shí)施例中，第一時(shí)鐘信號(hào)可以由時(shí)鐘源生成，實(shí)際中，第一時(shí)鐘信號(hào) 可以由一個(gè)時(shí)鐘源生成，并且隨機(jī)數(shù)生成裝置對(duì)該時(shí)鐘源的最低工作頻率、頻率抖動(dòng)以及 相位抖動(dòng)都沒(méi)有特殊要求。其中，頻率的抖動(dòng)可以包括最大時(shí)鐘頻率的抖動(dòng)和最小時(shí)鐘頻 率的抖動(dòng)，相位的抖動(dòng)可以包括最大時(shí)鐘頻率的抖動(dòng)和最小時(shí)鐘頻率的抖動(dòng)?？蛇x地，當(dāng)該 隨機(jī)數(shù)生成裝置用于芯片中時(shí)，第一時(shí)鐘信號(hào)可以由芯片內(nèi)部的時(shí)鐘源生成，也可以由芯 片外部的時(shí)鐘芯片生成。
[0037] 可選地，在本實(shí)施例中，再參見圖3所示的示意圖，該隨機(jī)數(shù)生成裝置還可以包括 輸入延遲模塊35,輸入延遲模塊35用于對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)按照第二預(yù)定時(shí)間進(jìn)行延遲，經(jīng)過(guò) 輸入延遲模塊35后的第一時(shí)鐘信號(hào)分成兩路分別輸入到存儲(chǔ)模塊31和可調(diào)延遲模塊32。通 過(guò)輸入延遲模塊35對(duì)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行延遲，可以確保輸入到存儲(chǔ)模塊31和可調(diào)延遲模塊 32中的兩路信號(hào)的同步。
[0038] 可選地，在本實(shí)施例中，η級(jí)存儲(chǔ)單元可以為η級(jí)觸發(fā)器;η級(jí)存儲(chǔ)單元還可以為η級(jí) 鎖存器。其中，η級(jí)觸發(fā)器具體可以為η級(jí)D觸發(fā)器，還可以為η級(jí)JK觸發(fā)器、η級(jí)Τ觸發(fā)器或η級(jí) RS觸發(fā)器等其他類型的觸發(fā)器。
[0039] 可選地，在本實(shí)施例中，延遲控制邏輯模塊34具體可以用于根據(jù)第1級(jí)存儲(chǔ)單元 311的穩(wěn)定的輸出和第η級(jí)存儲(chǔ)單元313的穩(wěn)定的輸出，生成控制信號(hào)，其中，當(dāng)?shù)?級(jí)存儲(chǔ)單 元的穩(wěn)定的輸出311與第η級(jí)存儲(chǔ)單元313的穩(wěn)定的輸出不是期望的時(shí)鐘變化沿時(shí)，生成表 示增加或減少延遲的控制信號(hào)。這樣，可以得到預(yù)期的每一級(jí)存儲(chǔ)單元的輸入端與時(shí)鐘端 的時(shí)鐘變化沿的相對(duì)關(guān)系，從而可以保證中間級(jí)存儲(chǔ)單元312發(fā)生亞穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，有利于后續(xù) 真隨機(jī)數(shù)的生成。
[0040] 可選地，在本實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘變化沿具體可以為上升沿，也可以為下降 沿，對(duì)應(yīng)地，若采用上升沿觸發(fā)器，則時(shí)鐘信號(hào)的上升沿有效，若采用下降沿觸發(fā)器，則時(shí)鐘 信號(hào)的下降沿有效。
[0041 ]可選地，在本實(shí)施例中，可調(diào)延遲模塊32可以包括串聯(lián)連接的η個(gè)延遲單元，每個(gè) 延遲單元輸出1個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)，η個(gè)延遲單元中的第1個(gè)延遲單元的延遲在控制信號(hào)的控 制下進(jìn)行調(diào)整，生成第1個(gè)第二時(shí)鐘信號(hào)。除第1個(gè)延遲單元以外的η-1個(gè)延遲單元，每個(gè)延 遲單元的延遲時(shí)間為第一預(yù)定時(shí)間，這η-1個(gè)延遲單元對(duì)第1個(gè)延遲單元輸出的第二時(shí)鐘信 號(hào)進(jìn)行η-1次延遲，得到η個(gè)相對(duì)于第一時(shí)鐘信號(hào)的延遲依次增大的第二時(shí)鐘信號(hào)，每一次 的延遲時(shí)間是前述的第一預(yù)定時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了η級(jí)存儲(chǔ)單元中除第1級(jí)存儲(chǔ)單元311以外 每一級(jí)存儲(chǔ)單元經(jīng)歷時(shí)鐘變化沿的時(shí)間均比上一級(jí)觸發(fā)器延遲第一預(yù)定時(shí)間。可選地，第 一預(yù)定時(shí)間可以根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成裝置的工作條件進(jìn)行變化，例如:根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成裝置的 工作溫度、電壓或者制造工藝參數(shù)的變化而變化，且該變化的規(guī)律與η級(jí)存儲(chǔ)單元輸入信號(hào) 的建立時(shí)間、保持時(shí)間根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成裝置的工作條件進(jìn)行變化的規(guī)律一致，例如:η級(jí)存 儲(chǔ)單元輸入信號(hào)的建立時(shí)間、保持時(shí)間根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成裝置工作溫度的升高而增大，則第 一預(yù)定時(shí)間根據(jù)