专利汇可以提供产生随机数的装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了产生 硬件 随机数的装置和方法,通过随机 信号 产生 电路 产生亚稳态信号,由随机数获取电路获取该亚稳态信号,并将该亚稳态信号稳定化,得到稳态的随机信号,存储该随机信号并输出随机数。与 现有技术 中的 软件 随机数生成方法相比,本发明提供的装置和方法,可适用于资源有限的 嵌入式系统 ,所生成的随机数是完全随机数,不依赖于随机 种子 ,而且生成的随机数还可以作为随机种子,与软件随机数计算模 块 配合使用,进一步生成高密随机数,从而大大提高软件生成的伪随机数序列的安全性。此外,本发明提供的随机数产生装置不占用CPU资源,而且占用硬件资源极少,生成随机数的速度非常快,只需要几个时钟周期。,下面是产生随机数的装置及方法专利的具体信息内容。
1、一种产生随机数的装置,其特征在于:所述的装置包括随机信号产生电 路和随机数获取电路;
所述随机信号产生电路中包括N个多输入端逻辑门电路,所述多输入端逻 辑门电路,包括至少两个信号输入端,其中至少有一个信号输入端处于悬空状 态,另一个信号输入端接收使能信号,在该使能信号有效时,在所述多输入端 逻辑门电路的信号输出端产生亚稳态信号,并将所述N个多输入端逻辑门电路 产生的N个亚稳态信号输出到所述随机数获取电路的输入端,N为大于或等于 1的正整数;
所述随机数获取电路接收所述使能信号,在该使能信号有效时获取所述N 个亚稳态信号,进入亚稳态;在该使能信号无效时,停止获取亚稳态信号,并 将获取的亚稳态信号变为稳态的随机信号,存储并输出该稳态的随机信号。
2、如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述N个中的每一个多输入 端逻辑门电路中,包括一个或多个逻辑门。
3、如权利要求1或2所述的装置,其特征在于:所述N个中的每一个多 输入端逻辑门电路中,仅包括一个多输入端逻辑门,且该一个多输入端逻辑门 是多输入端与非门或多输入端或门。
4、如权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述的随机数获取电路中包括N个存储器,N为大于或等于1的正整数; 所述存储器在所述使能信号有效时,接收所述亚稳态信号;在所述使能信号无 效时,停止接收亚稳态信号,已获得的亚稳态信号变为稳态的随机信号,存储 并输出该稳态的随机信号。
5、如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述的随机数获取电路中还 包括:设置在所述N个多输入端逻辑门电路和N个所述存储器之间的N个多 路选择器,N为大于或等于1的正整数;
所述多路选择器的输入端与所述多输入端逻辑门电路的信号输出端相连; 该多路选择器的输出端与所述存储器的输入端相连;
所述多路选择器的控制端接收所述使能信号,当该使能信号有效时,多路 选择器的输入端获取所述多输入端逻辑门电路信号输出端的亚稳态信号,并将 该亚稳态信号通过该多路选择器的输出端发送到所述存储器的输入端;当该使 能信号无效时,停止获取亚稳态信号。
6、如权利要求5所述的装置,其特征在于:所述的存储器是寄存器或锁存 器。
7、如权利要求6所述的装置,其特征在于:所述的寄存器是D触发器、 JK触发器,RS触发器或T触发器。
8、如权利要求7所述的装置,其特征在于:所述存储器是D触发器,该D 触发器在所述使能信号无效时,进一步向所述多路选择器的一个输入端输出反 馈信号;所述多路选择器通过其输出端将该反馈信号输出到D触发器的输入端。
9、如权利要求1或8所述的装置,其特征在于:该装置进一步包括计算模 块,接收所述随机数获取电路输出的随机信号,并对该随机信号进行数据处理, 输出所需的随机数。
10、一种产生随机数的方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、硬件电路产生N个亚稳态信号,N为大于或等于1的正整数;
所述硬件电路包括N个多输入端逻辑门电路,所述多输入端逻辑门电路, 包括至少两个信号输入端,其中至少有一个信号输入端处于悬空状态,另一个 信号输入端接收使能信号,在该使能信号有效时,在所述多输入端逻辑门电路 的信号输出端产生亚稳态信号,并将所述N个多输入端逻辑门电路产生的N个 亚稳态信号输出;
B、在所述使能信号有效时获取步骤A中产生的N个亚稳态信号,进入亚 稳态;在该使能信号无效时,停止获取亚稳态信号,并将获取的亚稳态信号变 为稳态的随机信号,存储并输出各稳态的随机信号。
11、如权利要求10所述的方法,其特征在于:所述步骤B为:当所述使 能信号有效时,所述N个亚稳态信号被输入N个存储器,N为大于或等于1的 正整数;在所述使能信号无效时,所述存储器停止接收亚稳态信号,已获得的 亚稳态信号变为稳态的随机信号,存储并输出各稳态的随机信号。
12、如权利要求11所述的方法,其特征在于:该方法进一步包括:在所述 N个多输入端逻辑门电路和所述N个存储器之间设置N个多路选择器,N为大 于或等于1的正整数;
将所述使能信号同时输入给该多路选择器,当该使能信号有效时,多路选 择器的输入端获取所述多输入端逻辑门电路信号输出的亚稳态信号,并将该亚 稳态信号发送到所述存储器;当该使能信号无效时,停止获取所述亚稳态信号。
13、如权利要求10、11或12所述的方法,其特征在于:该方法进一步从 输出的随机数中,选择出所需位数的数据,作为随机数输出。
14、如权利要求10、11或12所述的方法,
其特征在于:所述对输出的随机数进行数据处理的方法为: 对输出的随机数进行算术运算,将运算后的结果,作为随机 数输出。
15、如权利要求10、11或12所述的方法,其特征在于:该方法进一步包 括,将该随机数作为随机种子,进一步通过软件算法进行处理,得到随机数。
本发明涉及计算机数据领域,特别是指产生随机数的装置及方法。
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