用于生成伪随机数的电路和伪随机数生成器的制作方法

本申请涉及伪随机数生成，例如涉及一种用于生成伪随机数的电路和伪随机数生成器。

背景技术：

1、集成电路中广泛需要随机数生成器，其中伪随机数生成器(或称确定性随机序列发生器)的作用非常重要，无论是根据特定种子生成伪随机序列还是为真随机数发生器的熵源提供后处理，都需要生成伪随机数。

2、相关技术通常采用线性反馈移位寄存器(lfsr)生成伪随机数，其电路结构简单，面积开销小，适合低成本ic电路使用。但是，传统的线性反馈移位寄存器的更新速度较慢，难以在短时间内提高伪随机序列的生成速度。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

2、本公开实施例提供了一种用于生成伪随机数的电路和伪随机数生成器，能够调节伪随机数的生成速率，以实现在短时间内提高伪随机序列的生成速度。

3、在一些实施例中，用于生成伪随机数的电路包括：反馈移位寄存电路，包括依序串联的多个反馈移位寄存器，被配置为移位生成伪随机数序列；多路选择电路，与反馈移位寄存电路连接，被配置为选择反馈移位寄存电路中的部分或全部反馈移位寄存器形成反馈回路，以输出目标伪随机数序列。

4、可选地，多路选择电路包括一个多路选择器，其中：多路选择器的输出端与反馈移位寄存电路中的首个反馈移位寄存器连接；多路选择器的第一输入端与反馈移位寄存电路中的一个或多个反馈移位寄存器的上路连接，形成异或上回路；多路选择器的第二输入端与反馈移位寄存电路中的一个或多个反馈移位寄存器的下路连接，形成异或下回路；多路选择电路被配置为选择异或上回路或异或下回路作为反馈回路。

5、可选地，多路选择电路包括多个多路选择器，多个多路选择器至少包括首部多路选择器和中间多路选择器，其中：在反馈移位寄存电路中的首个反馈移位寄存器前插入一个首部多路选择器，并分别在反馈移位寄存电路中的一个或多个预设位置的相邻两个反馈移位寄存器之间插入中间多路选择器，以形成反馈回路。

6、可选地，首部多路选择器的输出端与反馈移位寄存电路中位于首位的反馈移位寄存器连接，中间多路选择器的输出端与反馈移位寄存电路中位于中间的反馈移位寄存器连接；首部多路选择器的第一输入端与反馈移位寄存电路中位于串联前路的一个或多个反馈移位寄存器的上路连接，形成第一异或上回路；中间多路选择器的第一输入端与反馈移位寄存电路中位于串联后路的一个或多个反馈移位寄存器的上路连接，形成第二异或上回路；首部多路选择器的第二输入端和中间多路选择器的第二输入端分别与反馈移位寄存电路中的一个或多个反馈移位寄存器的下路连接，形成总异或下回路；多路选择电路被配置为选择第一异或上回路和第二异或上回路作为反馈回路，或者，选择总异或下回路作为反馈回路。

7、可选地，首部多路选择器的第一输入端的输入值为反馈移位寄存电路中第一预设数量的反馈移位寄存器的上路的异或输出；和/或，首部多路选择器的第二输入端的输入值为反馈移位寄存电路中第二预设数量的反馈移位寄存器的下路的异或输出；其中，第一预设数量的反馈移位寄存器位于反馈移位寄存电路的串联前路。

8、可选地，中间多路选择器包括第一中间多路选择器，其中：第一中间多路选择器的第一输入端的输入值为反馈移位寄存电路中第三预设数量的反馈移位寄存器的上路的异或输出；和/或，第一中间多路选择器的第二输入端的输入值为反馈移位寄存电路中第四预设数量的反馈移位寄存器的下路的异或输出；其中，第三预设数量的反馈移位寄存器位于反馈移位寄存电路的串联后路。

9、可选地，中间多路选择器包括多个第二中间多路选择器，其中：第二中间多路选择器的第一输入端的输入值为反馈移位寄存电路中第五预设数量的反馈移位寄存器的上路的异或输出；和/或，第二中间多路选择器的第二输入端的输入值为反馈移位寄存电路中第六预设数量的反馈移位寄存器的下路的异或输出；其中，反馈移位寄存电路的串联后路包括依次连接的多个串联支路，每一第二中间多路选择器的第一输入端与一个串联支路相对应。

10、可选地，在预设位置为一个的情况下，将多个反馈移位寄存器分为两段串联支路，预设位置位于两段串联支路之间；在预设位置为多个的情况下，将多个反馈移位寄存器分为(i+1)段串联支路，预设位置设置于每两段串联支路之间；其中，i为预设位置的数量。

11、在一些实施例中，用于生成伪随机数的电路还包括：控制电路，与多路选择电路连接，被配置为输出控制信号以使多路选择电路选择反馈移位寄存电路中的部分或全部反馈移位寄存器形成反馈回路。

12、在一些实施例中，伪随机数生成器包括：生成器本体；如上述的用于生成伪随机数的电路，安装于生成器本体。

13、本公开实施例提供的用于生成伪随机数的电路和伪随机数生成器，可以实现以下技术效果：

14、通过多路选择电路选择反馈移位寄存电路中的部分或全部反馈移位寄存器所形成的反馈回路，能够在部分或全部反馈移位寄存器所形成的反馈回路之间进行灵活的切换，从而在反馈移位寄存电路的输出端得到不同长度、周期或特性的目标伪随机数序列。这样，能够通过选择不同的反馈回路，调节伪随机数的生成速率，以实现在短时间内提高伪随机序列的生成速度。

15、以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不被配置为限制本申请。

技术特征：

1.一种用于生成伪随机数的电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，多路选择电路包括一个多路选择器，其中：

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，多路选择电路包括多个多路选择器，多个多路选择器至少包括首部多路选择器和中间多路选择器，其中：

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，中间多路选择器包括第一中间多路选择器，其中：

7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，中间多路选择器包括多个第二中间多路选择器，其中：

8.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，

9.根据权利要求1至8任一项所述的电路，其特征在于，还包括：

10.一种伪随机数生成器，其特征在于，包括：

技术总结
本申请涉及伪随机数生成技术领域，公开一种用于生成伪随机数的电路。该用于生成伪随机数的电路包括：反馈移位寄存电路，包括依序串联的多个反馈移位寄存器，被配置为移位生成伪随机数序列；多路选择电路，与反馈移位寄存电路连接，被配置为选择反馈移位寄存电路中的部分或全部反馈移位寄存器形成反馈回路，以输出目标伪随机数序列。该电路能够调节伪随机数的生成速率，以实现在短时间内提高伪随机序列的生成速度。本申请还公开一种伪随机数生成器。

技术研发人员：柴森
受保护的技术使用者：紫光同芯微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27