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TW554285B

Apparatus for generating random numbers

Abstract

The invention relates to a random number generating device mainly based on a hardware architecture, and is applied to an integrated circuit. The random number generating device includes a first variable frequency oscillator, a second variable frequency oscillator and variable frequency logic. The first variable frequency oscillator generates a first oscillating signal at a first frequency. The second variable-frequency oscillator generates a second oscillating signal, the second oscillating signal is not synchronized with the first oscillating signal, and a second frequency owned by the second oscillating signal is smaller than a first frequency owned by the first oscillating signal. . The random number of bits can be configured by sampling the first oscillating signal at the second frequency. The frequency conversion logic and the second frequency conversion oscillator are coupled to each other. The frequency conversion logic generates a noise to guide the second frequency conversion oscillator to change the second frequency. The noise coincides with the co-location of a third oscillation signal and a fourth oscillation signal, and the third oscillation signal and the fourth oscillation signal are asynchronous, and the first oscillation signal and the second oscillation signal are also asynchronous.

TW554285B, drawing sheet 1
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    554285 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種亂數產生裝置,係包括·· 一第一變頻振盈器(first variable frequency oscillator),該 第一變頻振盪器在一第一頻率上產生一第一振盈信 號; 一弟一變頻振盪器(second variable frequency oscillator),該第二變頻振盪器產生一第二振盪信號, 該第二振盪信號並未與該第一振盪信號同步,且第二 振盪信號的一第二頻率較少於該第一頻率,而該亂數 的複數個位元係根據第一振盪信號在第二頻率之一 取樣來配置;及 變頻邏’(frequency variation logic),該變頻邏輯係耦 接於第二變頻振盪器,且會產生一雜訊以導引第二變 頻振盪器變化第二頻率,該雜訊相當於一第三振盪信 號與-第四振盪信號的一同位比較,然此二信號並不 同步,也不與第一及第二振盪信號同步。 2. 如申請專利範圍之第1項所述之-種亂數產生裝置,其 中。亥第-與第—變頻缝器包括了在—積 數個環式振盪器。 後 3 專利範圍之第1項所述之—種亂數產生裝置,其 中该第-頻率至少兩倍於該第二頻率。 4. 如申μ專她圍之第丨項所述之— 中該亂數包含八個位元。 座王衣罝其 5. ===之第1項所述之-種亂數產生裝置,其 較包括該第三與第四振触號的邏輯狀態之 -----------I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· 27 554285 申請專利範圍 -'斥或邏輯(exclusive_0R)。 ^申吻專利feu之第丨項所述之—種亂數產生裝置更包 括· 二5偏_差產生裝置,係提供-偏差信號給該第-振盪 H振盈器與該變頻邏輯,其中該第一頻率、第二 頻率的範圍與符合該第三、第四振盈信號的複數個頻率 係依據該偏差信號進行設定。 7·如申4專纖圍之第6項所述之—齡數產生裝置,其 中=亂數的複數個位元被提供給該變數偏差產生裝置, 且魏偏差產生袭置依據該複數個位元的狀態 變化偏差 信號。 8·如申口月專利範圍之第7項所述之一種亂數產生裝置,其 中一雜訊之一第一狀態導引該第二變頻振盪器 ,以變化 ,第二頻率至與該偏差信號相符合之-最低頻率,而-第二狀態導引該第二變頻振盪器,以變化該第二頻率至 與該偏差信號相符合之一最高頻率。 9·如申請專利範圍之第丨項所述之一種亂數產生裝置更包 括: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 平衡邏輯,係耦接於該第二變頻振盪器,並會檢查複數 個連續的該取樣之配對,該平衡邏輯亦會將該亂數的位 元進行組態,該亂數的位元是來自複數個連續的取樣配 對中無相同狀態之一選取組成。 10.如申請專利範圍之第9項所述之一種亂數產生裝置更包 括: 28 木紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱 554285 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 平行轉換邏輯,係耦接於該平衡邏輯,以聚集該位元至 該亂數,並提供亂數已被組態的指示。 η· 一種使用於一積體電路中的亂數產生裝置,係包括: -快速振盪器’係在u率時產生一快速振盈信號; k速振盪器,係且該慢速振盪信號非偏耦接於該快速 振盪信號,並在一第二頻率時其信號強度少於第一頻率 的一半; 網域同步邏輯,係與快速振I器及慢速振遷器相互耗 接,網域同步邏輯對快速缝籠轉,在驗速振盈 信號與慢速振盈信號同步時,以獲得一亂數的潛在位 元;及 變頻邏輯,餘接★慢速振in,且根據兩個獨立振盈 信號的一邏輯比較來變化該第二頻率。 12. 如申晴專利範圍之第u項所述之一種使用於一積體電 路中的IL數產生裝置,其中該快速與慢速振靈器包括環 式振盈器。 13. 如申請專利範圍之第u項所述之一種使用於一積體電 路中的亂數產生裝置,其中該亂數包含八個位元。 14. 如申請專利範圍之第u項所述之一種使用於一積體電 路中的亂數產生裝置,其中該變頻邏輯執行該二獨立的 振盪信號之一互斥或邏輯比較。 15. 如申請專利範圍之第u項所述之—種使用於一積體電 路中的亂數產生裝置,更包括: 一偏差產生裝置,係於組態後產生一偏差信號,且該偏 ---------1^-----------^-----I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 29 554285 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 差信號會傳送至該快速與慢速振盪器及該變頻邏輯,其 中該第一頻率、第二頻率的範圍與對應於該二獨立振盪 信號的複數個頻率係依據該偏差信號進行設定。 16.如申請專利範圍之第15項所述之一種使用於一積體電 路中的亂數產生裝置,其中該亂數的複數個位元經由該 變數產生裝置的應用,係根據該位元的狀態來變化該偏 差信號。 17·如申請專利範圍之第16項所述之一種使用於一積體電 路中的亂數產生裝置,其中該變頻邏輯產生一雜訊信 號’且該雜訊之一狀態導引著該慢速振盪器以變化該第 二頻率至與該偏差信號相符合之一最低頻率,而另一第 二狀態導引該第二變頻振盪器,以變化該第二頻率至與 該偏差信號相對應之一最高頻率。 18·如申請專利範圍之第η項所述之一種使用於一積體電 路中的亂數產生裝置更包括: 平衡邏輯,係耦接於該慢速振盪器,並會檢查複數個連 續的該潛在位元之配對,該平衡邏輯亦會將該亂數的位 元進行組態’該亂數的位元是來自複數個連續的潛在位 元配對中配對並無相同狀態之一選取。 19·如申凊專利把圍之第18項所述之一種使用於—積體電 路中的亂數產生裝置更包括: 平行轉換邏輯,係耦接於該平衡邏輯,以聚集該位元至 該亂數,並提供亂數已被組態的指示。 20· —微處理器中的亂數產生裝置,係包括·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------I--訂--------. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554285 A7 B7 五、發明說明() 一慢速振盪器,係產生一取樣時序信號,而該取樣時序 信號被應用來獲取一第一振盪信號的取樣,且該取樣 時序信號其強度少於該第一振盪信號頻率的二分之 一, 平衡邏輯,係耦接於該慢速振盪器,並會拒絕複數個連 、 續具有同樣狀態的取樣配對,該平衡邏輯亦會將一亂 數的位元進行組態,該亂數的位元是來自複數個連續 的取樣配對中並無相同的狀態之一選取; 變頻邏輯’係搞接於慢速振盛器,係比較二個不同步震 盪信號的邏輯狀態,且根據對應該二非同步振盪信號 互斥或邏輯態之一雜訊信號來改變該取樣時序信號的 頻率。 21.如申請專利範圍第20項所述之一微處理器中的亂數產 生裝置,其中該亂數包含八個位元。 22·如申請專利範圍第20項所述之一微處理器中的亂數產 生裝置更包括: 一偏差產生裝置,係產生一偏差信號,且該偏差信號會 傳送至該慢速振盪器及該變頻邏輯,其中該取樣時序 信號、第二頻率的範圍與對應於該二獨立振盪信號的 複數個頻率係依據該偏差信號進行設定。 23·如申請專利範圍第22項所述之一微處理器中的亂數產 生裝置’其中該偏差產生裝置會自該亂數獲取複數個位 元,且偏差產生裝置會依據該些位元的狀態改變該偏差 信號。 (請先閱讀背%^/i意f項再填寫本頁) β 复-------訂-------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 31 554285 A7 --——- __B7 五、發明說明() quot;quot;' 24.如申請專利範圍第23項所述之—何本 丄处祖社丄 貝則1之微處理器中的亂數產 生裝置’其中該變頻邏輯產生一雜訊,且 態導引著該慢速振盪如變化該取樣時^號的頻率至 與該偏差信號相符合之一最低頻率,而另一第二狀態導 引該慢速振til ’以變倾取樣_讀_率至與該 偏差彳§號相符合之一最高頻率。 25·如申清專利範圍第2〇項所述之一微處理器中的亂數產 生裝置,更包括:‘ 平行轉換邏輯,係耦接於該平衡邏輯,以聚集該位元至 該亂i數’並提供該數已被組態的指示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)