专利名称：随机数生成器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个随机数生成器，具体而言，涉及不规律地生成随机数。
背景技术：
按照惯例，通常通过用随机数编码来保护信息；在诸如电子商务或无线电通信的“信息和通信”技术领域，需要生成口令、生成代码密钥，生成ID信息以及生成信息的数字签名。对于生成随机数的方法，广泛采用的方法是利用软件程序来生成随机数。
然而，利用软件来生成随机数有一个缺点。为了基于在一个程序中运算的数学公式来生成一个随机数，这种方法建立了附加条件和附加参数。存在这样一个问题，在程序中进行的编码可以被解码，因而个人信息无法被充分地保护。
出于上述原因，需要一种不受频率特征影响的随机数。
有一种利用随机数生成器产生随机数的方法，该随机数生成器不具有受1/f特征影响的周期。
在专利申请公开号为No.2002-41281的日本专利申请中公开了一种随机数生成器，该随机数生成器包括一个噪声发生器；一个微分电路，单独连接到噪声发生器的输出端；一个A/D转换器，连接到微分电路的输出端；以及一个运算电路，连接到A/D转换器的输出端。
首先，噪声发生器提供一个包括1/f特征的噪声信号。接着，微分电路将基于噪声发生器的两个噪声信号的差别所产生的微分信号作为一个模拟信号提供。A/D转换器将来自微分电路的模拟信号转换为数字信号。
当经过数字转换的信号未到到阈值电平时，运算电路输出“0”，或者当信号达到阈值电平时，输出“1”。运算电路调整阈值电平，使得出现“0”和“1”的概率变为0.5。
然而，所公开的随机数生成器存在一些问题。首先，该随机数生成器具有一个滤波器，一个模拟电路，如微分电路和两个噪声发生器，它们都需要在半导体芯片上占很大的面积。此外，这种公开的随机数生成器需要设置并调整运算电路的阈值电平，以调整出现“0”和“1”的概率。
本发明的目标是提供一个不带双噪声发生器的随机数生成器，可以做到小型化，能生成不受频率特性影响的随机数，并且无需调整“0”和“1”出现的概率。
发明内容
为了实现本发明的上述目的，作为随机数生成器的固有部分的本发明的一方面的内容包括(a)一个计数器电路，被配置为通过一个时钟输入端向其输入一个时钟信号，以及通过一个计数启用端向其输入一个随机信号，并且被配置为提供一个关于随机信号的跃迁的时钟信号计数值；(b)一个第一闩锁电路，被配置为锁住关于随机信号跃迁的计数值，并被配置为提供一个第一随机数信号。
作为随机数生成器的固有部分的本发明的一方面的内容包括(a)一个“与”电路，被配置为通过一个第一输入端向其输入一个随机信号，以及通过一个第二输入端向其输入一个时钟信号，并且被配置为生成随机信号与时钟信号的逻辑乘积；(b)一个分配闩锁电路，被配置为关于逻辑乘积输出交替提供高电平信号和低电平信号；以及(c)一个第一闩锁电路，被配置为锁住关于随机信号跃迁的计数值，并被配置为提供一个随机数信号。
图1所示为根据本发明第一个实施例的随机数生成器；图2是一个时序图，说明了根据本发明第一个实施例的随机数生成器的信号波型之间的关系；图3说明了根据本发明第一个实施例的随机数生成器所发生的随机数信号的波形；图4说明了根据本发明第一个实施例的随机信号的功率频谱；图5说明与本发明第一个实施例的形式相关的随机数生成器所产生的随机数信号。
图6说明了根据本发明第一个实施例的随机数生成器所发生的随机数信号的功率频谱；图7(a)说明了根据本发明第一个实施例的随机数生成器所发生的随机数信号的周期特性；以及图7(b)说明了传统的随机数生成器所发生的随机数信号的周期；图8说明了根据本发明第二个实施例的随机数生成器的结构；图9是一个时序图，说明了根据本发明第二个实施例的随机数生成器的波形间的关系。
图10说明了根据本发明第三个实施例的随机数生成器的结构；图11是一个时序图，说明了根据本发明第三个实施例的随机数生成器的波形间的关系。
图12所示为根据本发明第四个实施例的随机数生成器；图13是一个时序图，说明了根据本发明第四个实施例的随机数生成器的波形间的关系；图14所示为根据本发明第五个实施例的随机数生成器；图15是一个时序图，说明了根据本发明第五个实施例的随机数生成器的波形间的关系；图16所示为根据本发明另一个实施例的随机数生成器。
具体实施例方式
下面将结合附图描述本发明的实施例。请注意，相同或相似的附图标记适用于附图中相同或类似的部件或元件，对相同或类似的部件和元件的将做省略或简化的描述。应该理解，在一般情况下，按照电路和系统的常规表示方法，无论在各幅附图之间，还是在一幅给定附图内部，都不是按比例进行绘制的。
为了充分理解本发明，在下文的说明中列出了若干个具体细节内容，比如特定的信号值等。但是，对本领域普通技术人员而言，不使用这些具体细节显然可以实现本发明。在其他情况下，以框图的形式来表示一些公知的电路，从而避免那些不必要的细节妨碍对本发明的理解。
首先解释第一到第五实施例中的“随机信号RS”。“随机信号RS”是一个数字信号，包括多个方形波，这些方形波具有不固定在恒定值的开状态脉冲宽度和关状态脉冲宽度。“随机信号RS”的特性是其功率频谱的值不固定，特别是，强度随着频率的增加而下降。
最好是方形波的波幅均匀，但本文中的实施例并不是特别限制在均匀的波幅。例如，随机信号RS由震荡电路生成，该振荡电路使用由一个电阻和一个电容实现的CR延迟电路的延迟时间。并且，电阻和电容值随机变化的特性被用于生成随机信号RS。具有其强度随频率下降的特性的功率频谱的例子包括具有1/f特性的脉动信号等。
术语“1/f”表示功率频谱的一种特性，其中经傅立叶分析的强度下降的斜度为45度，与傅立叶频率f成反比。如果具有1/f特性的信号的时序数据利用傅立叶变换进行频谱分析，则可以得到如图6中所示的在信号频率和频率的对数图中的斜度“-1”。
(第一实施例)如图1所示，与本发明的第一实施例相关的随机数生成器10a包括一个计数器电路1和一个第一闩锁电路3。通过一个时钟输入端CK向计数器电路1输入一个时钟信号CS，通过一个时钟启用端CE向计数器电路1输入一个随机信号RS，并且该计数器电路还提供一个对于随机信号RS的变化的时钟信号CS的计数值。第一闩锁电路3锁住关于随机信号RS的变化的计数值，并输出一个随机数信号RNS。此外，在计数器电路1的时钟启用端CE和第一闩锁电路3之间还连接了一个反相器。
方形波输入端51将随机信号RS传送到计数器电路1的计数器启用端CE。时钟输入端52传送电子连接到计数器电路1的时钟输入端CK的时钟信号CS。反相器2的输出端电子连接到第一闩锁电路3的时钟输入端CK。计数器电路1的输出端Q电子连接到第一闩锁电路3的输入端D。第一闩锁电路3的输出端Q电子连接到随机数输出端53。
下面用图2解释与本发明的第一实施例相关的随机数生成器10a的操作。
(A)首先，如图2(a)中所示，从方形波输入端51输入的随机信号RS在时间t1从低电平转变成高电平。
(B)在从时间t1到时间t2的时间间隔内，在随机信号RS处于高电平状态期间，计数器电路1从输出端Q提供一个计数信号CTS。如图2(c)中所示，计数信号通过检测图2(b)中所示的时钟信号CS的前沿在高电平和低电平之间交替变化。这里，计数器电路1是一个1位计数器，以使得低电平状态和高电平状态每计数一次改变一次。
(C)随机信号RS在时间t2从高电平转变为低电平。如图2(d)中所示，反相器2提供一个随机翻转信号RS，转变为高电平。当随机翻转信号RS变为高电平时，第一闩锁电路3通过检测送入时钟输入端CK的随机翻转信号RS的前沿锁住从计数器电路1提供的计数信号CTS，并如图2(e)中所示，提供一个随机数信号RNS。
(D)在时间t3，随机信号RS再次从低电平转变为高电平。计数器电路1通过检测时钟信号CS的每个前沿，交替改变计数信号CTS的电平，而随机信号RS则保持在高电平状态。
(E)在时间t4，随机信号RS从高电平转变为低电平。当随机信号变成低电平时，反相器2提供一个具有如图2(d)中所示的高电平的随机翻转信号RS。当随机翻转信号RS变为高电平时，第一闩锁电路3通过检测送入时钟输入端CK的随机翻转信号RS的前沿，锁住从计数器电路1提供的计数信号CTS，并提供如图2(e)中所示的随机数信号RNS。重复同样的操作，如通过检测随机信号RS的后沿提供随机数信号RNS。
接下来，用图3表述随机数信号RNS的输出变为“0”或“1”的概率。假定用函数“y＝F(s)”来表示随机信号RS。在图3中，组成随机信号RS的随机方形波的开状态脉冲宽度是“T”，最小开状态脉冲宽度是“Tmin”，最大开状态脉冲宽度是“Tmax”。将从最大开状态脉冲宽度减去最小开状态脉冲宽度所得到的值定义为开状态区域“TZ”。将把开状态区TZ除以分解设置时钟信号SC的周期所得到的值定义为分区数“N”。
开状态区TZ通过一些参数决定，如生成随机方形波的电阻和二极管的频率特性，提供方形波的电路的特性以及滤波器的特性等等。
当开状态脉冲宽度为T的随机方形波的分布函数被定义为F(t)时，在分区数N为偶数的条件下，随机数生成器输出“0”的概率Pt(0)如下式Pt(0)=∫TminTmin+ΔTNF(t)dt+∫Tmin+2ΔTNTmin+3ΔTNF(t)dt+···+∫Tmin+(N-2)ΔTNTmin+(N-1)ΔTNF(t)dt----(1)]]>在分区数N为偶数的条件下，随机数生成器输出“1”的概率Pt(1)如下式Pt(1)=∫Tmin+ΔTNTmin+2ΔTNF(t)dt+∫Tmin+3ΔTNTmin+4ΔTNF(t)dt+···+∫Tmin+(N-1)ΔTNTmaxF(t)dt----(2)]]>在分区数N为奇数的条件下，随机数生成器输出“0”的概率Pt(0)如下式
Pt(0)=∫TminTmin+ΔTNF(t)dt+∫Tmin+2ΔTNTmin+3ΔTNF(t)dt+···+∫Tmin+(N-1)ΔTNTmaxF(t)dt----(3)]]>在分区数N为奇数的条件下，随机数生成器输出“1”的概率Pt(1)如下式Pt(1)=∫Tmin+ΔTNTmin+2ΔTNF(t)dt+∫Tmin+3ΔTNTmin+4ΔTNF(t)dt+···+∫Tmin+(N-2)ΔTNTmin+(N-1)ΔTNF(t)dt----(4)]]>当分区数N为偶数时，用“Pt(0)-Pt(1)”表示出现“0”和出现“1”的频率的差值，则计算结果如下Pt(0)-Pt(1)]]>=∫TminTmin+ΔTN{F(t)-F(t+ΔTN)+F(t+2ΔTN)-F(t+3ΔTN)+···-F(t+(N-2)ΔTN)+F(t+(N-1)ΔTN)}dt----(5)]]>当分区数N为奇数时，用“Pt(0)-Pt(1)”表示出现“0”和出现“1”的频率的差值，则计算结果如下Pt(0)-Pt(1)]]>=∫TminTmin+ΔTN{F(t)-F(t+ΔTN)+F(t+2ΔTN)-F(t+3ΔTN)+···+F(t+(N-3)ΔTN-F(t+(N-2)ΔTN)}dt----(6)]]>+∫TminTmin+ΔTNF(t+(N-1)ΔTN)]]>公式(5)和(6)表明分区数N是奇数还是偶数，分区数N的值较大，出现“0”或“1”的频率的差值变得较小。换句话说，时钟信号CS的频率较高，出现“0”或“1”的频率的偏向性变得较小。也就是说，为了生成随机数，必须针对随机数的特性选择时钟频率。
出现“0”的概率与理想值之间的差值DELTA(0)如下所示δ(0)＝0.5-|(Pt(0)/(Pt(0)+Pt(1))| …(7)出现“1”的概率与理想值之间的差值DELTA(1)如下所示
δ(1)＝0.5-|(Pt(1)/(Pt(0)+Pt(1))|…(8)DELTA(0)和DELTA(1)的值按照使用条件被定义。例如，如果针对美国商业部为通信网络中的安全而官方批准的标准FIPS140-2，则DELTA(0)或DELTA(1)的值必须小于0.01375。因此，必须设置时钟信号CK的频率满足该条件。
使用功率频谱作为表示随机信号RS的方法，其中功率频谱被划分成多个频带，每个频带的功率被表示成频率的函数。周期信号波的频谱由基本频率分量和谐波分量组成，并且可以表示成每个分量的波幅与时间域函数X(t)相乘后的和，功率频谱X(f)如下式所示X(f)=∫0∞x(t)e-j2πftdt----(9)]]>在图4中，送入随机数生成器10a的随机信号RS表明功率频谱中沿纵坐标表示的信号强度随着沿横坐标的频率的增加而反比例下降。如图5中所示，频率分布由一条曲线表示，其中，沿横坐标的参数从“频率”变为“周期”，随机信号RS的功率频谱的开状态脉冲宽度为T。
当开状态脉冲宽度是T(s)时，随机数生成器在时钟信号CS的周期Tck决定是输出“0”还是输出“1”。当时钟信号CS的周期较小时，每次出现“0”和“1”的频率接近0.5。
在图6中，L1表示图1中的随机数生成器10a所提供的随机数信号RNS的功率频谱。由1/f噪声源生成的随机信号RS的功率频谱由L2表示。当频率变得较高时，随机信号RS的功率频谱L2下降，而随机数信号RNS的功率频谱L1则与频率特性无关地生成随机数信号RNS。
接下来，随机信号RS被作为8位串行数据送入。前面的数据0-255用纵坐标表示，后面的数据0-255用横坐标表示。在这种条件下连续绘制2500次。然后，由随机数生成器10a提供的随机数信号RNS如图7(a)所示，大致均匀地分布。另一方面，由常规随机数生成器提供的随机数信号则产生如图7(b)中所示的变动。
与本发明的第一实施例相关的随机数生成器10a不需要多个噪声发生器，可以做到小型化。随机数生成器10a产生的随机数与频率特性无关，并且不需要调整出现“0”和“1”的概率。
(第二实施例)如图8所示，与本发明的第二实施例相关的随机数生成器10b包括一个第二闩锁电路4，与第一闩锁电路3的输出端连接，图1中的随机数生成器10a也是如此。第二闩锁电路4的输入端D与第一闩锁电路3的输出端Q电子连接。第二闩锁电路4的输出端Q与随机数输出端53连接。时钟输入端CK与随机数获取时钟输入端54连接。随机数获取时钟输入端54传送具有固定周期的随机数时钟获取信号。
对于和第一实施例基本相同的其他元件和功能，此处不再赘述。
下面用图9解释与本发明的第二实施例相关的随机数生成器10b的操作。
(A)首先，如图9(a)中所示，从方形波输入端51输入的随机信号RS在时间t1从低电平转变成高电平。
(B)在从时间t1到时间t2的时间间隔内，随机信号RS保持高电平状态。通过检测时钟信号CS的前沿，从输出端Q提供的计数信号CTS的电平交替变化。
(C)在时间t2，随机信号RS从高电平转变为低电平。如图9(d)中所示，反相器2提供一个随机翻转信号RS，以将信号转变为高电平。当随机翻转信号RS变为高电平时，第一闩锁电路3通过检测时钟输入端CK变换的前沿，锁住计数信号CTS，并如图9(e)中所示，提供第一随机数信号RNS1。
(D)在时间t3，如图9(f)所示，具有固定周期的随机数获取时钟信号RTS从低电平转变为高电平。第二闩锁电路4通过检测随机数获取时钟信号CS的前沿，锁住第一随机数信号RNS1，并如图9(g)所示，提供第二随机数信号RNS2。之后，重复同样的操作，如通过检测随机信号RS的后沿提供随机数信号RNS。
与本发明的第二实施例相关的随机数生成器10b不需要多个噪声发生器，可以做到小型化。随机数生成器10b产生的随机数与频率特性无关，并且不需要调整出现“0”和“1”的概率。此外，使用来自第二闩锁电路4的随机数信号RNS，随机数生成器10b可以不时地获取随机数。
(第三实施例)如图10所示，与本发明的第三实施例相关的随机数生成器10c包括脉冲计数器5，位于时钟启用端CE和随机数生成器10a的计数器电路1的方形波输入端之间。对于脉冲计数器5，其输入端电子连接到方形波输入端51，输出端电子连接到计数器电路1的时钟启用端CE。
对于和第一实施例基本相同的其他元件和功能，此处不再赘述。下面用图11解释与本发明的第三实施例相关的随机数生成器10c的操作。
(A)如图11(a)中所示，在时间t1第一随机信号RS1从低电平转变成高电平。如图11(b)中所示，脉冲计数器5提供第二随机信号RS2，通过检测随机信号RS1的第一前沿，将电平状态转变为高电平。
(B)在从时间t1到时间t2的时间间隔内，随机信号RS保持高电平状态。然后，如图11(d)中所示，通过检测图11(c)中时钟信号CS的前沿，由输出端Q提供的计数信号CTS的电平交替变化。脉冲计数器5对随机信号RS1的前沿进行计数。此外，脉冲计数器5转变信号状态，例如，当计数值变为2时。
(C)在时间t2，脉冲计数器5的计数值变为2，第二随机信号RS2从高电平转变为低电平。然后，如图11(d)中所示，第一闩锁电路3的时钟输入端CK变为高电平。第一闩锁电路3通过检测时钟输入端CK变换的前沿，锁住计数信号CTS，并如图9(e)中所示，经过随机数输出端53提供随机数信号RNS。之后，重复同样的操作，如通过检测随机信号RS的后沿提供随机数信号RNS。
本发明第三实施例的随机数生成器10c不需要多个噪声发生器，可以做到小型化。随机数生成器10c产生的随机数与频率特性无关，并且不需要调整出现“0”和“1”的概率。
此外，即使在随机信号的最小开状态脉冲宽度Tmin小于2倍的时钟信号CS的周期Tck的情况下，通过提供一个具有最小开状态脉冲宽度中最宽宽度的新信号，随机数生成器10c也可以使用。
(第四实施例)与本发明的第四实施例相关的随机数生成器10d包括一个分配电路6和一个第一闩锁电路3。给分配电路6提供随机信号RS和时钟信号CS，使得开状态脉冲宽度和关状态脉冲宽度为恒量，并相对随机信号RS和时钟信号CS的逻辑乘积输出得跃迁在高电平和低电平之间交替变化。如图12中所示，第一闩锁电路3锁住关于随机信号RS的跃迁的分配随机信号DRS，并提供随机数信号RNS。
分配电路6包括一个“与”电路20、一个分配闩锁电路21和一个反相器22。“与”电路20连接第一输入端与方形波输入端51，连接第二输入端与时钟输入端52。分配闩锁电路21连接“与”电路20的输出端和一个时钟输入端。反相器22连接在输出端Q和输入端D之间。
下面用图13解释与本发明的第四实施例相关的随机数生成器10d的操作。
(A)首先，如图13A中所示，从方形波输入端51输入的随机信号RS在时间t1从低电平转变成高电平。
(B)在从时间t1到时间t2的时间间隔内，随机信号RS保持高电平状态，并且如图13B中所示，“与”电路20的输出端正在提供时钟信号CS。这时，如图13D中所示，通过检测时钟信号CS的前沿，从输出端Q提供的分配随机信号DRS的电平交替变化。
(C)在时间t2，随机信号RS从高电平转变为低电平，并且如图13E中所示，从第一闩锁电路3的时钟输入端CK提供的信号变为高电平。当从时钟输入端CK提供的信号变为高电平时，第一闩锁电路3锁住分配随机信号DRS，并且如图13F中所示，经过随机数输出端53提供随机数信号RNS。
之后，重复同样的操作，如通过检测随机信号RS的后沿提供随机数信号RNS。
与本发明的第四实施例相关的随机数生成器10d不需要多个噪声发生器，可以做到小型化。随机数生成器10d产生的随机数与频率特性无关，并且不需要调整出现“0”和“1”的概率。
(第五实施例)如图14中所示，与本发明的第五实施例相关的随机数生成器10e包括一个闩锁电路23(J-K型触发器)，用作分配闩锁电路，取代图12中所示的随机数生成器10d的闩锁电路21(D型触发器)。随机数生成器10e还包括一个闩锁电路7(J-K型触发器)，取代第一闩锁电路3(D型触发器)。对于和第一实施例基本相同的其他元件和功能，此处不再赘述。
下面用图15解释本发明第五实施例的随机数生成器10e的操作。
(A)首先，如图15A中所示，随机信号RS在时间t1从低电平转变成高电平。
(B)在从时间t1到时间t2的时间间隔内，随机信号RS保持高电平状态，并且如图15(b)中所示，“与”电路20的输出端正在提供时钟信号CS。这时，如图15(d)中所示，通过检测时钟信号CS的前沿，从输出端Q提供的分配随机信号DRS的电平交替变化。
(C)当随机信号RS在时间t2从高电平转变为低电平时，如图15(f)中所示，从第一闩锁电路7的时钟输入端CK提供的信号变为高电平。然后，如图15(d)所示，给闩锁电路7的第一输端J提供分配随机信号DRS。
闩锁电路7的第二输入端K接收分配翻转信号DRS。如图15(e)中所示，闩锁电路7通过检测随机翻转信号DRS的前沿，锁住分配随机信号DRS，并且如图15(g)中所示，提供随机数信号。随机数信号输出端53提供随机数信号RNS。
之后，重复同样的操作，如通过检测随机信号RS的后沿提供随机数信号RNS。
本发明第五实施例的随机数生成器10e不需要多个噪声发生器，可以做到小型化。随机数生成器10e产生的随机数与频率特性无关，并且不需要调整出现“0”和“1”的概率。
如上所述，公开了本发明的第一到第五实施例。上文所述和附图只是本发明公开内容的一部分，其目的不是限制本发明。本领域技术人员从上述公开内容中，将能理解各种替代的实施例、示例和使用技术方法。
如图16中所示，与第四和第五实施例相关的随机数生成器10d和10e可以进一步包括第二实施例中的第二闩锁电路。
本发明可以通过转换每个前沿和后沿实现，将前沿和后沿中的一个应用到最小关状态宽度。
随机数生成器10d和10e可以进一步包括一个脉冲计数器，用于如第三实施例中所示从闩锁电路提供信号。优选情况下，送入第一到第五实施例中的随机数生成器10a、10b、10c、10d和10e的时钟信号CS的周期可以小于开状态区TZ的一半。
时钟信号CS的周期T的设置和开状态区TZ相比越窄，随机信号RS功率频谱的差值所带来的影响越能得到抑制。
其他的优点和修改对本领域技术人员将是显然的。因此，本发明更宽范围的内容不受上文描述的具体细节和实施例的限制。因此，可以对本发明进行各种修改，这些修改都不超出后面的权利要求书及其等价内容中所定义的本发明构思的实质和范围。
权利要求
1.一种随机数生成器，包括一个计数器电路，被配置为通过一个时钟输入端向其输入一个时钟信号，以及通过一个计数启用端向其输入一个随机信号，并且被配置为提供一个关于随机信号的跃迁的时钟信号计数值；以及一个第一闩锁电路，被配置为锁住关于随机信号跃迁的计数值，并被配置为提供一个第一随机数信号。
2.根据权利要求1的随机数生成器，其中随机信号表现出的特性是功率频谱强度随着频率的增加而改变。
3.根据权利要求1的随机数生成器，其中随机信号表现出的特性是功率频谱强度随着频率的增加而下降。
4.根据权利要求1的随机数生成器，还包括一个第二闩锁电路，被配置为接收一个具有固定周期的随机数获取时钟信号以及第一随机数信号，以锁住关于随机数获取时钟信号的跃迁的第一随机数信号，并被配置为提供一个第二随机数信号。
5.根据权利要求4的随机数生成器，其中随机数获取时钟的频率低于随机信号的频率。
6.根据权利要求4的随机数生成器，其中，当随机数获取时钟信号从低电平改变为高电平时，随机数获取时钟信号的跃迁表示随机数获取时钟信号的前沿。
7.根据权利要求1的随机数生成器，其中脉冲计数器连接到计数启用端，脉冲计数器的输出变成随机信号。
8.根据权利要求1的随机数生成器，进一步包括一个反相器，连接在计数启用端和第一闩锁电路的时钟输入端之间。
9.根据权利要求1的随机数生成器，其中时钟信号的周期小于开状态区TZ的一半，开状态区TZ是从最大开状态脉冲宽度Tmax减去最小开状态脉冲宽度Tmin得到的。
10.根据权利要求1的随机数生成器，其中第一闩锁电路是一个D型触发器。
11.一种随机数生成器，包括一个“与”电路，被配置为通过一个第一输入端向其输入一个随机信号，以及通过一个第二输入端向其输入一个时钟信号，并且被配置为生成随机信号与时钟信号的逻辑乘积；一个分配闩锁电路，被配置为关于逻辑乘积输出交替提供高电平信号和低电平信号；以及一个第一闩锁电路，被配置为锁住关于随机信号跃迁的计数值，并被配置为提供一个随机数信号。
12.根据权利要求11的随机数生成器，其中随机信号表现出的特性是功率频谱强度随着频率的增加而改变。
13.根据权利要求11的随机数生成器，其中随机信号表现出的特性是功率频谱强度随着频率的增加而下降。
14.根据权利要求11的随机数生成器，还包括一个第二闩锁电路，被配置为接收一个具有固定周期的随机数获取时钟信号以及第一随机数信号，以锁住关于随机数获取时钟信号的跃迁的第一随机数信号，并被配置为提供一个第二随机数信号。
15.根据权利要求14的随机数生成器，其中随机数获取时钟的频率低于随机信号的频率。
16.根据权利要求14的随机数生成器，其中，当随机数获取时钟信号从低电平改变为高电平时，随机数获取时钟信号的跃迁表示随机数获取时钟信号的前沿。
17.根据权利要求11的随机数生成器，还包括一个连接到计数启用端的脉冲计数器，其中脉冲计数器的输出变成随机信号。
18.根据权利要求11的随机数生成器，其中时钟信号的周期小于开状态区TZ的一半，开状态区TZ是从最大开状态脉冲宽度Tmax减去最小开状态脉冲宽度Tmin得到的。
19.根据权利要求11的随机数生成器，还包括一个反相器，连接在计数启用端和第一闩锁电路的时钟输入端之间。
20.根据权利要求11的随机数生成器，其中第一闩锁电路是一个J-K型触发器。
全文摘要
一个随机数生成器，包括一个计数器电路，被配置为通过一个时钟输入端向其输入一个时钟信号，以及通过一个计数启用端向其输入一个随机信号，并且被配置为提供一个关于随机信号的跃迁的时钟信号计数值；还包括一个第一闩锁电路，被配置为锁住关于随机信号跃迁的计数值，并被配置为提供一个第一随机数信号。
文档编号G06F7/58GK1489037SQ0315542
公开日2004年4月14日 申请日期2003年9月5日 优先权日2002年9月13日
发明者安田心一, 藤田忍 申请人:株式会社东芝