基于热噪声的自适应匹配真随机数发生器设计

• 作 者: 李桢 汪鹏君 程旭 李刚
• 机 构: 宁波大学电路与系统研究所,复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室
• 出 处: 电子技术应用
• 发表日期: 2018年8期
• 关键词: 真随机数发生器 灵敏放大器 热噪声 自适应匹配 TRNG sensitive amplifier thermal noise adaptive matching
• 基金项目: 浙江省公益性技术应用研究计划项目（2016C31078）, 国家自然科学基金（61574041,61474068,61234002）

通过对热噪声模型和灵敏放大器匹配机理的研究,提出一种可自适应匹配的真随机数发生器（True Random Number Generator,TRNG）设计方案。该方案首先在灵敏放大器中嵌入可配置NMOS阵列,通过调整阵列的等效宽长比实现灵敏放大器工作电流的平衡;然后在输出端增设负载隔离单元实现互补输出负载的匹配,提高序列随机性;最后通过动态补偿算法实现TRNG自适应校准,提高其适用范围。电路采用TSMC 65 nm CMOS工艺实现,实验结果表明TRNG在0.8 V~1.4 V电压和-40℃~120℃的环