稳定环形振荡器的启动行为制造技术

提供了一种用于在计算机系统中提供安全性的系统，稳定环形振荡器的启动行为。该系统包括环形振荡器，该环形振荡器包括在环形配置中连接的多个逻辑门。该系统还包括逻辑电路，该逻辑电路通过环使能信号和被提供给多个逻辑门中的至少一个受控逻辑门的时钟输入的时钟信号启动环形振荡器。时钟信号控制该至少一个受控逻辑门，并且从而使环形振荡器与时钟信号同步。时钟信号在预定的预热持续时间内被提供给时钟输入，并且此后，逻辑电路在没有时钟信号的情况下重新启动并操作环形振荡器。

Starting Behavior of Stabilized Ring Oscillator

【技术实现步骤摘要】
稳定环形振荡器的启动行为
本公开总体上涉及稳定环形振荡器的启动行为，具体地，涉及使用可同步环形振荡器稳定环形振荡器的启动行为。
技术介绍
环形振荡器，包括连接在环路中(即，在环形配置中)的逻辑门或模拟放大器。一个元件的输出连接到下一个元件的输入。奇数个这些元件会反转其输入信号。环形振荡器在电子学中有许多用途，并且它们可以用作熵源以生成用于信息安全的真随机数。然而，在启动时，环形振荡器会迅速改变其内部温度，这与电路噪声和环境影响一起导致多个不可预测的振荡频率。环形振荡器启动行为的不确定性使得可用熵不可预测，并且从而会危害信息安全。稳定环形振荡器启动行为的一种现有解决方案是使用恒温器来稳定电路温度，由于该解决方案需要模拟电路，因此成本昂贵。另一种现有的解决方案是自预热环形振荡器，其不能确保可预测的启动条件。现有的第三种解决方案是在环形振荡器启动前使用虚拟电路产生热量，这是不准确的而且不能确保可预测的启动条件。因此，期望有一个系统和方法，其至少考虑到上文讨论的一些问题以及其他可能的问题。
技术实现思路
本公开的示例实施方式旨在使用可同步环形振荡器来稳定环形振荡器的启动行为。可同步环形振荡器采用标准逻辑门构建。在预定的预热持续时间期间，环形振荡器可以在启动时与稳定的时钟信号同步。因此，与现有解决方案相比，示例实施方式能够以低成本稳定环形振荡器的启动行为，并且能够提供可预测的启动条件。因此，本公开包括但不限于以下示例实施方式。一些示例实施方式提供了一种操作环形振荡器的方法。环形振荡器包括在环形配置中连接的多个逻辑门，其中多个逻辑门中除最后一个逻辑门之外的每个逻辑门的输出用作多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入，多个逻辑门中的最后一个逻辑门的输出被反馈到多个逻辑门中的第一逻辑门并用作多个逻辑门中的第一逻辑门的输入。该方法包括通过环使能信号(环形振荡器包含环使能输入)和被提供给环形配置中的多个逻辑门中的至少一个受控逻辑门的时钟输入的时钟信号启动环形振荡器，该至少一个受控逻辑门接收时钟信号以控制该至少一个受控逻辑门，并且从而使环形振荡器与时钟信号同步，时钟信号在预定的预热持续时间内被提供给时钟输入；并且此后，在没有时钟信号的情况下重新启动并操作环形振荡器。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，多个逻辑门包括在环形配置中连接的奇数个反相逻辑门，并且其中至少一个受控逻辑门具有同步输入，同步输入是时钟输入，时钟信号被提供给时钟输入。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，至少一个受控逻辑门包括差分缓冲门，差分缓冲门具有非反相输入和反相输入，以及至少一个反相输出，非反相输入连接到环形配置中的多个逻辑门中的前一个的输出，反相输入是时钟输入，反相输出连接到环形配置中的多个逻辑门中的下一个的输入，并且其中启动环形振荡器包括通过环使能信号和被提供到差分缓冲门的反相输入的时钟信号启动环形振荡器。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，至少一个受控逻辑门包括三态反相器，三态反相器具有连接到环形配置中的多个逻辑门中的前一个逻辑门的输出的输入、连接到环形配置中的反相逻辑门中的下一个逻辑门的输入的反相输出，以及作为时钟输入的门使能输入，并且其中启动环形振荡器包括通过环使能信号和被提供到三态反相器的使能输入的时钟信号启动环形振荡器。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，至少一个受控逻辑门包括具有数据输入和使能输入以及至少一个反相输出的门控D锁存器，数据输入被连接到环形配置中的多个逻辑门中的前一个逻辑门的输出，使能输入是时钟输入，并且反相输出被连接到环形配置中的多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入，并且其中启动环形振荡器包括通过环使能信号和被提供到门控D锁存器的使能输入的时钟信号启动环形振荡器。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，至少一个受控逻辑门包括连接在环形配置中的多个逻辑门的连续逻辑门之间的2:1多路复用器，该2:1多路复用器具有第一输入和第二输入、选择器输入和输出，第一输入被连接到环形配置中的连续逻辑门中前一个逻辑门的输出，选择器输入是时钟输入，并且输出被连接到环形配置中的连续逻辑门中后一个逻辑门的输入，并且也被反馈并被连接到2:1多路复用器的第二输入，并且其中启动环形振荡器包括通过环使能信号和被提供到2:1多路复用器的选择器输入的时钟信号启动环形振荡器。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，多个逻辑门中的每一个逻辑门在环形振荡器内的信号传播中引起门延迟，并且启动环形振荡器包括通过环使能信号和时钟信号来启动环形振荡器，时钟信号包括具有是门延迟或门延迟的倍数的脉冲宽度的周期性脉冲串。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，时钟信号具有时钟频率，并且重新启动并操作环形振荡器包括以时钟频率或时钟频率的倍数的频率重新启动并操作环形振荡器。在任何先前示例实施方式的方法的一些示例实施方式中，或先前示例实施方式的任何组合中，至少一个受控逻辑门是多个受控逻辑门，多个受控逻辑门的每个受控逻辑门包括各自的时钟输入，时钟输入接收时钟信号以控制多个受控逻辑门，并且从而使环形振荡器与时钟信号同步。一些示例实施方式提供了一种用于在计算机系统中提供安全性的系统，该系统包括一个或多个逻辑电路，该一个或多个逻辑电路被配置为至少执行任何先前示例实施方式的方法，或先前示例实施方式的任何组合。通过阅读以下详细描述以及下面简要描述的附图，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得显而易见。本公开包括在本公开中阐述的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，而不管这些特征或元件是在本文描述的特定示例实施方式中明确组合还是以其他方式列举。本公开旨在从整体上阅读，使得本公开的任何可分离的特征或元件，在其任何方面和示例实施方式中，应当被视为可组合的，除非本公开的上下文另有明确说明。因此，应当理解，提供该
技术实现思路
仅仅是为了概述一些示例实施方式的目的，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，应当理解，上述示例实施方式仅是示例，并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。从以下结合附图的详细描述中，其它示例实施方式、方面和优点将变得显而易见，附图以示例的方式示出了一些所描述的示例实施方式的原理。附图说明因此，已经总体上描述了本公开的示例实施方式，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：图1示出了根据本公开的示例实施方式的用于在计算机系统中提供安全性的系统；图2示出了根据各种示例实施方式的可同步环形振荡器；图3A、图3B、图3C和图3D示出了根据各种示例实施方式的用于同步环形振荡器的逻辑门；以及图4A和图4B是示出根据各种示例实施方式的操作环形振荡器的方法中的各个步骤的流程图。具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的一些实施方式，其中示出了本公开的一些实施方式但不是全部实施方式。实际上，本公开的各种实施方式可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为受限于在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作环形振荡器的方法，所述环形振荡器包括在环形配置中连接的多个逻辑门，在所述环形配置中，所述多个逻辑门中除最后一个逻辑门之外的每个逻辑门的输出用作所述多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入，所述多个逻辑门中的所述最后一个逻辑门的输出被反馈到所述多个逻辑门中的第一逻辑门并用作所述第一逻辑门的输入，所述方法包括：通过环使能信号和被提供给在所述环形配置中的所述多个逻辑门中的至少一个受控逻辑门的时钟输入的时钟信号启动所述环形振荡器，所述至少一个受控逻辑门接收所述时钟信号以控制所述至少一个受控逻辑门，并且从而使所述环形振荡器与所述时钟信号同步，所述时钟信号在预定的预热持续时间内被提供给所述时钟输入；并且此后，在没有所述时钟信号的情况下重新启动并操作所述环形振荡器。

【技术特征摘要】
2017.12.22 US 15/853,1521.一种操作环形振荡器的方法，所述环形振荡器包括在环形配置中连接的多个逻辑门，在所述环形配置中，所述多个逻辑门中除最后一个逻辑门之外的每个逻辑门的输出用作所述多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入，所述多个逻辑门中的所述最后一个逻辑门的输出被反馈到所述多个逻辑门中的第一逻辑门并用作所述第一逻辑门的输入，所述方法包括：通过环使能信号和被提供给在所述环形配置中的所述多个逻辑门中的至少一个受控逻辑门的时钟输入的时钟信号启动所述环形振荡器，所述至少一个受控逻辑门接收所述时钟信号以控制所述至少一个受控逻辑门，并且从而使所述环形振荡器与所述时钟信号同步，所述时钟信号在预定的预热持续时间内被提供给所述时钟输入；并且此后，在没有所述时钟信号的情况下重新启动并操作所述环形振荡器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个逻辑门包括以所述环形配置连接的奇数个反相逻辑门，并且其中，所述至少一个受控逻辑门具有同步输入，所述同步输入是所述时钟输入，所述时钟信号被提供给所述时钟输入。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个受控逻辑门包括差分缓冲门，所述差分缓冲门具有非反相输入和反相输入，以及至少一个反相输出，所述非反相输入被连接到所述环形配置中的所述多个逻辑门中的前一个逻辑门的输出，所述反相输入是所述时钟输入，所述反相输出被连接到所述环形配置中的所述多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入，并且其中，启动所述环形振荡器包括通过所述环使能信号和被提供给所述差分缓冲门的所述反相输入的所述时钟信号启动所述环形振荡器。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个受控逻辑门包括三态反相器，所述三态反相器具有连接到所述环形配置中的所述多个逻辑门中的前一个逻辑门的输出的输入、连接到所述环形配置中的所述多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入的反相输出，以及作为所述时钟输入的门使能输入，并且其中，启动所述环形振荡器包括通过所述环使能信号和被提供给所述三态反相器的所述门使能输入的所述时钟信号启动所述环形振荡器。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个受控逻辑门包括具有数据输入和使能输入以及至少一个反相输出的门控D锁存器，所述数据输入被连接到所述环形配置中的所述多个逻辑门中的前一个逻辑门的输出，所述使能输入是所述时钟输入，并且所述反相输出连接到所述环形配置中的所述多个逻辑门中的下一个逻辑门的输入，并且其中，启动所述环形振荡器包括通过所述环使能信号和被提供给所述门控D锁存器的所述使能输入的所述时钟信号启动所述环形振荡器。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个受控逻辑门包括2:1多路复用器，所述2:1多路复用器连接在所述环形配置中的所述多个逻辑门的连续逻辑门之间，所述2:1多路复用器具有第一输入和第二输入、选择器输入和输出，所述第一输入被连接到所述环形配置中的所述连续逻辑门中前一个逻辑门的输出，所述选择器输入是所述时钟输入，并且所述输出被连接到所述环形配置中的所述连续逻辑门中后一个逻辑门的输入，且还被反馈并被连接到所述2:1多路复用器的所述第二输入，并且其中，启动所述环形振荡器包括通过所述环使能信号和被提供给所述2:1多路复用器的所述选择器输入的所述时钟信号启动所述环形振荡器。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个逻辑门中的每一个逻辑门在所述环形振荡器内的信号传播中引起门延迟，并且启动所述环形振荡器包括通过所述环使能信号和包括周期性脉冲串的所述时钟信号来启动所述环形振荡器，所述周期性脉冲串具有是所述门延迟或所述门延迟的倍数的脉冲宽度。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时钟信号具有时钟频率，并且重新启动并操作所述环形振荡器包括以所述时钟频率或所述时钟频率的倍数的频率重新启动并操作所述环形振荡器。9.根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斯洛·哈尔斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US