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片上真随机数发生器的研究

杨盛光  
【摘要】: 对高质量随机数的要求与日俱增,导致了真随机数发生器受到广泛关注;系统芯片技术的出现和发展,提出了实现片上随机数发生器的需要;鉴于这两个现实状况,本文提出了一种基于锁相环噪声源的随机数发生器实现方法,该方法具有真随机性,易于实现和系统集成。 该设计方法具有四个显著的特点:1)噪声源取自于物理现象-锁相环的相位噪声,而非通常的自由振荡器;2)采用冯-诺伊曼校正器对原始采样数据进行处理,去除偏置,改善随机性;3)采用SHA-1算法对采样数据进行杂化处理,改善输出的统计属性;4)设计一特殊的杂化方案,使杂化过程运行在两种模式,既保证真随机性,又保证发生器有确定的产量。 本文完成了对基于锁相环的真随机数发生器的设计和仿真,并对仿真结果进行了统计测试,对其性能进行了分析和总结。 这是对用锁相环实现随机数发生器的一种尝试,其结果可以供系统芯片、嵌入式系统或者高质量随机数发生器研发人员参考。


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