用于随机数产生器的可变架构制造技术

本实用新型专利技术揭示一种用于随机数产生器的可变架构。在一些实施方案中，所述用于随机数产生器的可变架构包括：一个或一个以上输入，其经配置以用于接收实质上恒定且对于所述架构是唯一的一个或一个以上数字值；及一个或一个以上电路，其耦合到所述一个或一个以上输入，所述一个或一个以上电路包含一个或一个以上数字电路元件，所述一个或一个以上数字电路元件可通过所述一个或一个以上所接收的数字值配置以产生一个或一个以上伪随机数字值。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

此标的物大体来说涉及电子器件，且更特定来说涉及包含随机数产生器的微控制器架构。
技术介绍
微控制器可包含随机数产生器模块。所述随机数产生器模块可基于来自熵源的输入而产生随机数。熵源的变化可影响由嵌入于微控制器中的随机数产生器模块产生的数据的随机性。同一系列中的或来自同一生产批量的微控制器可在其熵源上具有较少变化且可在于一系列中的微控制器中所包含的随机数产生器之间产生的数据中的随机性上展现较 小变化。
技术实现思路
本技术揭示一种用于随机数产生器的可变架构。一种用于随机数产生器的可变架构，其特征在于包括一个或一个以上输入，其经配置以用于接收实质上恒定且对于所述架构是唯一的一个或一个以上数字值；及一个或一个以上电路，其耦合到所述一个或一个以上输入，所述一个或一个以上电路包含一个或一个以上数字电路元件，所述一个或一个以上数字电路元件可通过所述一个或一个以上所接收的数字值配置以产生一个或一个以上伪随机数字值。一方面，其中所述一个或一个以上输入为熔丝位。所述熔丝位记载嵌入于所述架构中的一个或一个以上模拟单元的校准或记载与所述架构相关联的唯一识别符。另一方面，其中所述一个或一个以上输入由所述架构的输入垫驱动或由嵌入于所述架构中的快闪存储器的输出驱动。所述快闪存储器的所述输出记载嵌入于所述架构中的模拟单元的校准或记载与所述架构相关联的唯一识别符。再一方面，其中所述一个或一个以上数字电路元件包含于环形振荡器中且经配置以修改所述环形振荡器中的传播延迟。所述传播延迟是通过在所述环形振荡器中添加更多延迟元件而修改的。再一方面，其中所述一个或一个以上数字电路元件包含于耦合到所述环形振荡器的线性反馈移位寄存器中且经配置以修改描述所述线性反馈移位寄存器的线性函数的多项式。再一方面，其中所述一个或一个以上数字电路元件包含于耦合到所述线性反馈移位寄存器的组合混合器架构中且经配置以对所述组合混合器的随机输出信号的至少一部分进行反相。再一方面，所述用于随机数产生器的可变架构为微控制器，其中所述一个或一个以上输入由所述微控制器中的可编程寄存器驱动，所述可编程寄存器是用先前从所述架构的非易失性寄存器读取的值编程的。在一些实施方案中，随机数产生器的所述架构可基于存储于微控制器上的微控制器特有数据而变化。举例来说，随机数产生器模块可嵌入于微控制器电路中。所述随机数产生器模块可经设计以从所述电路中的含有微控制器特有数据(例如，唯一芯片识别符、熔丝位中所携载的数据)的数据源接收输入。在一些实施方案中，所述随机数产生器模块的架构可基于所述微控制器特有数据而调整或变化。特定实施例可经实施以实现以下优点中的一者或一者以上(I)改进在同一生产系列中的随机数产生器模块之间产生的数的随机性；(2)使与产生随机数有关的功率消耗最小化；⑶使生产测试的复杂性最小化；及/或⑷减少生产成本。附图说明图I是包含随机数产生器的实例性微控制器的框图。图2图解说明实例性熵产生电路。 图3是可传播穿过图2的源熵电路的实例性信号波形的图表。图4图解说明线性反馈移位寄存器的实例性架构。图5图解说明实例性组合混合器电路。图6图解说明实例性可变频率环形振荡器。图7图解说明实例性可变线性反馈移位寄存器。图8图解说明实例性可变组合混合器。图9是包含具有微控制器特有数据输入的随机数产生器的实例性微控制器的框图。图10是用于使随机数产生器的架构变化的实例性过程1000的流程图。具体实施方式本技术揭示一种用于随机数产生器的可变架构。在一些实施方案中，随机数产生器模块的内部电路可经设计以基于由非易失性寄存器馈送的输入而不同地起作用。举例来说，所述非易失性寄存器可用于电路中的其它目的，其中所述随机数产生器嵌入及/或可能已存在于所述电路内。实施方案可允许同一生产批量中所生产的同一产品族的不同电路产生不同随机数序列，即使在每一电路中熵源(例如，环形振荡器、线性反馈移位寄存器(“LFSR”))均类似。当设计随机数产生器模块时，熵源对于随机性来说为重要的因子。举例来说，所述熵源可提供随机数产生器由其产生随机数据的值。高熵源(例如，具有大量随机改变的源)难以发现且通常基于模拟单元。依赖于模拟单元作为熵源可导致增加的功率消耗及/或可引入较复杂的生产测试及相关联成本。然而，通过使用纯数字熵源，可在同一生产序列中的不同微控制器间产生真随机数序列，同时将能量消耗、生产测试复杂性及相关联成本均保持在可接受的水平。举例来说，数字熵源可包含环形振荡器、LSFR或其它类型的电路。实例性微控制器图I是实例性微控制器100的框图，所述微控制器包含微处理器核心101及经由系统总线矩阵103连接的一系列外围模块102、103、104、105、106及107。举例来说，系统总线矩阵103允许充当主控模块(例如，模块101、102)的模块连接到从控模块(例如，模块105、106、107)。在一些实施方案中，主控模块可在系统总线矩阵103上起始与从控模块的数据传送。举例来说，微处理器核心101及独立式直接存储器存取(DMA)控制器102可经配置为主控模块。举例来说，存储器控制器104、芯片上存储器105、中断控制器106及随机数产生器107可经配置为从控模块。在一些实施方案中，可使用总线120在矩阵模块103中实施主控模块与从控模块之间的互连。根据若干实施方案，微控制器100可经由所述模块中的一些模块与外部组件通信。举例来说，微控制器100可使用存储器控制器104与存储器装置通信。所述模块可包含以物理方式连接外部组件的端子接触垫154及155。在一些实施方案中，微处理器核心101可经配置以执行包含可执行指令的代码。举例来说，所述代码可存储于芯片上存储器105中或使用存储器控制器104存取的外部存储器中。在一些实施方案中，所述外部存储器大于芯片上存储器105。在一些实施方案中，真随机数产生器(“TRNG”)模块107可经配置以产生随机数 随机性可与熵源的质量相关。举例来说，如果随机数产生器107包含来自良好熵源的输入，那么随机数产生器107将产生具有较大随机性的数据。模拟熵源考虑依赖于模拟熵源的实例性随机数产生器。在一些实施方案中，可使用模拟单元来设计模拟熵源。举例来说，电阻器可具有两个端子，其中一个端子内部连接到接地电源线，且另一端子向放大器馈送。所述放大器可产生具有有效熵的模拟信号(例如，白噪声)。在使用模/数转换器将所述模拟信号转换成数字值之后，可获得纯数字随机值，可将所述纯数字随机值内部寄存到随机数产生器107中且在由主控模块102及/或103需要存取时在系统总线103上传输。在一些实施方案中，模拟熵源可来源于电源噪声及/或电阻器的热噪声。这些熵源可不取决于电阻器的制造过程、技术、大小或值。然而，这些熵源可使得电路的大量生产困难，因为测试模拟电路可比测试纯数字电路更复杂。而且，与模拟单元相关联的功率消耗可大于与数字电路相关联的功率消耗。数字熵源现在考虑依赖于数字熵源的实例性随机数产生器。数字熵源可比模拟熵源更具成本效益，因为相比于模拟熵源，测试数字熵源较不复杂且花费较少时间。图2图解说明实例性熵产生电路。图3是可由图2的电路产生的实例性信号波形的图表。参考图2，环形振荡器200可包含奇数个反相器元件(例如，反相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于随机数产生器的可变架构，其特征在于包括：一个或一个以上输入，其经配置以用于接收实质上恒定且对于所述架构是唯一的一个或一个以上数字值；及一个或一个以上电路，其耦合到所述一个或一个以上输入，所述一个或一个以上电路包含一个或一个以上数字电路元件，所述一个或一个以上数字电路元件可通过所述一个或一个以上所接收的数字值配置以产生一个或一个以上伪随机数字值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰·韦尔涅，纪尧姆·佩昂，弗雷德里克·舒马赫，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：实用新型
国别省市：