r>[0027](2)外部电路发出有效的激励信号，第一译码电路接收激励信号的前半部分信号，并对该前半部分信号进行译码，产生N个有效的第一控制信号，控制开关电阻电路中N个与电源连接的第一开关SI中的对应该第一控制信号为I的一个导通，其余N-1个第一开关SI关断，N个第一电阻Rl中，与该导通的第一开关SI连接的第一电阻Rl接通电源。第二译码电路接收激励信号的后半部分信号，并对该后半部分信号进行译码，产生N个有效的第二控制信号，控制开关电阻电路中N个与地连接的第二开关S2中的对应该第二控制信号为I的一个导通，其余N-1个第二开关S2关断，N个第二电阻R2中，与该导通的第二开关S2连接的第二电阻R2接通地。
[0028](3)开关电阻电路中，分别由第一译码电路和第二译码电路控制导通的第一开关SI和第二开关S2以及与该第一开关SI连接的第一电阻Rl和与该第二开关S2连接的第二电阻S2形成电源到地的通路。开关电阻电路通过该第一电阻Rl和第二电阻R2分压产生一个随机电压信号，连接至比较器的负输入端。所述随机电压的大小由电阻器件在制造过程中产生的随机工艺偏差决定，或高于参考电压，或低于参考电压。
[0029](4)比较器比较所述参考电压信号和随机电压信号的大小，产生一位响应信号。若上述参考电压高于随机电压，比较器输出响应信号1，反之，比较器输出响应信号0，由外部电路读取。
[0030]若外部电路需要读取多个响应信号，通过在步骤(2)中从N2个激励信号中选择不同的激励信号，然后重复步骤(2)、(3)、(4)，则可产生多个响应信号，构成多位密钥或识别码。
【主权项】
1.一种物理不可克隆功能电路，其特征在于:所述功能电路包括开关电阻电路、第一译码电路、第二译码电路、参考电压电路和比较器； 所述开关电阻电路包括N个第一电阻和N个第二电阻和N个第一开关和N个第二开关，输出一个随机电压信号，其中每个第一电阻的一端分别通过一个第一开关连接至电源，每个第二电阻的一端分别通过一个第二开关连接至地，所有N个第一电阻未与第一开关连接的一端与所有N个第二电阻未与第二开关连接的一端连接到一个公共端，该公共端连接至输出的随机电压信号； 所述第一译码电路接收激励信号的前半部分信号，输出N个第一控制信号分别连接至上述开关电阻电路中连接电源的N个第一开关； 所述第二译码电路接收激励信号的后半部分信号，输出N个第二控制信号分别连接至上述开关电阻电路中连接地的N个第二开关； 所述参考电压电路包括电阻1、电阻2、开关I和开关2，电阻I与电阻2串联，该电阻I和电阻2串联连接的公共端连接至输出的参考电压信号，电阻I另一端通过开关I连接至电源，电阻2另一端通过开关2连接至地，开关I和开关2由使能信号控制； 所述比较器的正输入端连接上述参考电压电路输出的参考电压信号，负输入端连接上述开关电阻电路输出的随机电压信号，输出端连接至输出响应信号； 所述的使能信号分别连接至上述第一译码电路、第二译码电路、参考电压电路和比较器，控制所述第一译码电路、第二译码电路、参考电压电路和比较器的打开或关闭。2.根据权利要求1所述的物理不可克隆功能电路，其特征在于:所述第一译码电路和第二译码电路由使能信号控制，使能信号有效时，该第一译码电路对接收到的激励信号的前半部分信号进行译码产生N个有效的第一控制信号，控制所述开关电阻电路中连接电源的N个第一开关中的一个开关导通，其余N-1个第一开关关断，所述的第二译码电路对接收到的激励信号的后半部分信号进行译码产生N个有效的第二控制信号，控制所述开关电阻电路中连接地的N个第二开关中的一个开关导通，其余N-1个第二开关关断；使能信号无效时，第一译码电路和第二译码电路输出无效的控制信号，关闭所有N个第一开关和N个第二开关。3.根据权利要求1所述的物理不可克隆功能电路，其特征在于:所述开关电阻电路在使能信号有效时，产生并输出一个由电阻工艺偏差决定的随机电压信号；当所述使能信号有效时，第一译码电路根据激励信号的前半部分信号控制所述开关电阻电路中一个连接电源的第一开关导通，与该第一开关连接的第一电阻接通电源，第二译码电路根据激励信号的后半部分信号控制所述开关电阻电路一个连接地的第二开关导通，与该第二开关连接的第二电阻接通地，该第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻形成电源到地的通路，通过该第一电阻和第二电阻分压产生一个随机电压信号；所述使能信号无效时，所述的开关电阻电路中所有开关关断，该开关电阻电路输出无效的随机电压信号。4.根据权利要求1所述的物理不可克隆功能电路，其特征在于:所述开关电阻电路中N个第一电阻和N个第二电阻均采用相同的尺寸、类型和版图设计，该N个第一电阻和N个第二电阻的类型为多晶硅电阻、阱电阻或者热电阻。5.根据权利要求1所述的物理不可克隆功能电路，其特征在于:所述比较器在使能信号有效时，通过比较所述参考电压电路输出的参考电压和所述开关电阻电路输出的随机电压的大小，产生响应信号；若该参考电压高于该随机电压，所述比较器输出响应信号I，反之，该比较器输出响应信号O;所述的使能信号无效时，该比较器关闭，输出无效的响应信号。6.根据权利要求1所述的物理不可克隆功能电路，其特征在于:所述功能电路输入激励信号产生响应信号，以获得密钥或者识别码的步骤包括: 步骤一，由外部电路发出有效的使能信号，打开第一译码电路、第二译码电路、参考电压电路和比较器，参考电压电路接收使能信号后产生一个参考电压信号，连接至比较器的正输入端； 步骤二，由所述外部电路发出有效的激励信号，第一译码电路接收激励信号的前半部分信号并产生第一控制信号，第二译码电路接收激励信号的后半部分信号并产生第二控制信号，分别控制所述开关电阻电路中连接电源的一个第一开关和连接地的一个第二开关导通； 步骤三，该开关电阻电路中导通的第一开关和第二开关以及与该第一开关连接的一个第一电阻和与该第二开关连接的一个第二电阻形成电源到地的通路，通过该第一电阻和第二电阻分压产生一个随机电压信号； 步骤四，所述比较器通过比较所述参考电压电路输出的参考电压和所述开关电阻电路输出的随机电压的大小，产生一位响应信号，由所述外部电路读取。
【专利摘要】本发明公开了一种物理不可克隆功能电路，包括开关电阻电路、第一译码电路、第二译码电路、参考电压电路和比较器；开关电阻电路输出一个随机电压信号，第一译码电路和第二译码电路分别接收激励信号，输出控制信号分别连接至开关电阻电路，参考电压电路输出参考电压信号至比较器的正输入端，该比较器的负输入端连接开关电阻电路输出的随机电压信号，比较器输出端输出响应信号，使能信号分别控制第一译码电路、第二译码电路、参考电压电路和比较器的打开或关闭。本发明输入激励信号产生响应信号的速度快，使用较小的面积可获得相同数目的激励响应对，功耗低，节省芯片成本。芯片掉电，响应信号消失，即使芯片不掉电，通过关闭使能信号亦可消除响应信号，提高系统安全性。
【IPC分类】G06F21/77, G06F21/76, G06F21/72
【公开号】CN105160276
【申请号】CN201510490877
【发明人】敖海, 李伟
【申请人】苏州芯动科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月12日