CN110490286A - 物理不可复制功能标签产生电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理不可复制功能标签产生电路，包括集成于同一芯片且依次连接的恒流源模块、电容式传感器、信号采集模块和微处理器；所述恒流源模块用于在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；所述信号采集模块用于采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；所述微处理器用于根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。本发明能使芯片产生唯一且不可复制的物理不可复制功能标签，从而解决了物联网芯片的安全问题，为芯片安全问题的解决提供了新的技术方案思路。

Description

物理不可复制功能标签产生电路及方法

技术领域

本发明涉及电子芯片技术领域，具体涉及一种物理不可复制功能标签产生电路及方法。

背景技术

物联网的应用领域涉及到方方面面，在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用，有效地推动了这些方面的智能化发展，使得有限的资源更加合理的使用分配，从而提高了行业效率、效益。在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用，从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进，大大提高了人们的生活质量。传统的互联网发展成熟、应用广泛，但是尚存在安全漏洞。物联网作为新兴产物，体系结构更复杂、没有统一标准，各方面的安全问题更加突出，尤其是物联网芯片的数据存储安全需求日益迫切。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种物理不可复制功能标签产生电路的新的技术方案。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种物理不可复制功能标签产生电路，包括集成于同一芯片且依次连接的恒流源模块、电容式传感器、信号采集模块和微处理器；

所述恒流源模块用于在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；

所述信号采集模块用于采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；

所述微处理器用于根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；

其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。

进一步地，所述信号采集模块包括模数转换模块，用于采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为数字电压信号后输出至所述微处理器；所述充电响应信息为所述数字电压信号。

进一步地，所述微处理器还用于根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签。

进一步地，所述电路还包括计时模块；所述计时模块用于记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到。

进一步地，所述电路还包括放大器，所述放大器设于所述电容式传感器和所述模数转换模块之间，所述放大器用于对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块。

进一步地，所述微处理器具体用于根据所述数字电压信号生成物理不可复制功能标签。

进一步地，所述电路还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述物理不可复制功能标签。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种物理不可复制功能标签产生方法，通过所述的电路实现，包括：

所述恒流源模块在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；

所述信号采集模块采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；

所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；

其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。

进一步地，所述信号采集模块采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息包括：模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；其中，所述模数转换模块为所述信号采集模块，所述充电响应信息为所述数字电压信号。

进一步地，所述模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号之前，还包括：

放大器对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块；

所述模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，包括：

所述模数转换模块采集所述放大后的模拟电压信号。

进一步地，所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器根据所述数字电压信号生成物理不可复制功能标签。

进一步地，所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签。

进一步地，所述电容量值的计算公式为C＝It/U；其中，t代表充电时长， I代表所述恒定电流的电流值，U代表所述数字电压信号的电压值。

进一步地，所述充电时长为充电结束时间减去充电起始时间得到；所述充电起始时间和所述充电结束时间由计时模块记录并发送至所述微处理器。

进一步地，所述方法还包括：所述微处理器将所述物理不可复制功能标签输入存储模块内。

进一步地，所述方法是在对所述芯片进行校准之前执行的。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的物理不可复制功能标签产生电路，结构简单，设计科学合理，能够使芯片快速产生唯一且不可复制的物理不可复制功能标签，完全能够满足物理不可复制功能标签对数据唯一性、随机性的要求，从而解决了物联网芯片的安全问题，为产生物理不可复制功能标签及解决芯片安全问题提供了新的技术方案思路。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例提供的物理不可复制功能标签产生电路的结构框图；

图2为本公开一个实施例提供的物理不可复制功能标签产生方法的流程图；

图3为本公开另一个实施例提供的物理不可复制功能标签产生电路的结构框图；

图4为本公开另一个实施例提供的物理不可复制功能标签产生方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

PUF(即物理不可复制功能：physical unclonable function)技术是解决物联网芯片安全问题的一种技术方案。物理不可复制功能是一种“数字指纹”，用作半导体设备(如微处理器)的唯一身份。PUF基于在半导体器件在晶圆制造过程中自然发生的物理变化，并且使得区分其他相同的半导体成为可能。因此， PUF产生电路是应用于解决物联网芯片安全问题的一种可选技术方案思路。

本申请一个实施例提供一种物理不可复制功能标签产生电路，包括集成于同一芯片且依次连接的恒流源模块、电容式传感器、信号采集模块和微处理器；

所述恒流源模块用于在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；

所述信号采集模块用于采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；

所述微处理器用于根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；

其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。

由于不同加工制程的影响，每个芯片上的电容式传感器不尽相同，所以充电时候的表现也是不一样的，具体体现在充电电压的波动、充电时间的长短、最终的电容量等，可以根据充电响应信息生成物理不可复制功能标签，也可以根据多种充电响应信息(电压、电流、电容量等)综合生成物理不可复制功能标签。

在一些实施例中，所述信号采集模块为模数转换模块，用于采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为数字电压信号后输出至所述微处理器；所述充电响应信息为所述数字电压信号；所述微处理器用于根据所述数字电压信号生成物理不可复制功能标签。

在一些实施例中，所述微处理器用于根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器用于根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签；其中，所述恒流源模块还用于将所述恒定电流输入所述微处理器。

在一些实施例中，所述电路还包括计时模块；所述计时模块用于记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到。

在一些实施例中，所述电路还包括放大器，所述放大器设于所述电容式传感器和所述模数转换模块之间，所述放大器用于对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块。

在一些实施例中，所述电路还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述物理不可复制功能标签。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种物理不可复制功能标签产生方法，通过上述的物理不可复制功能标签产生电路实现，包括：

所述恒流源模块在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；

所述信号采集模块采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；

所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；

其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。

在一些实施例中，所述方法包括：

所述信号采集模块采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息包括：模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；其中，所述模数转换模块为所述信号采集模块，所述充电响应信息为所述数字电压信号。

在一些实施例中，所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器根据所述数字电压信号生成物理不可复制功能标签。其中，上述物理不可复制功能标签产生方法是在对芯片进行校准之前执行的。对充电响应信息的采集可以只执行一次，也可以执行多次；只执行一次比较节约时间，效率更高；只执行一次时，利用所取得的数字电压信号的电压值作为物理不可复制功能标签；另外也可以执行多次，采集到多个数字电压信号，将采集的多个数字电压信号的电压值按照采集顺序拼接起来，从而形成物理不可复制功能标签。

在一些实施例中，所述模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号之前，还包括：

放大器对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块；

所述模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，包括：所述模数转换模块采集所述放大后的模拟电压信号。

在一些实施例中，所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签；其中，所述恒流源模块将所述恒定电流输入所述微处理器。所述电容量值计算公式为C＝It/U；其中，t代表充电时长，I代表所述恒定电流的电流值，U代表所述数字电压信号的电压值。

对数字电压信号的采集可以只执行一次，也可以执行多次；只执行一次比较节约时间，效率更高；只采集一次时，将得到的所述电容量值作为物理不可复制功能标签。执行多次时，对于每一个数字电压信号，所述微处理器根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值；然后将所有数字电压信号所对应的电容量值按照采集顺序拼接起来，从而形成物理不可复制功能标签。

在一些实施例中，所述充电时长为充电结束时间减去充电起始时间得到；所述充电起始时间和所述充电结束时间由计时模块记录并发送至所述微处理器。

在一些实施例中，所述方法还包括：所述微处理器将所述物理不可复制功能标签输入存储模块内。

在一些实施例中，所述方法是在对所述芯片进行校准之前执行的。

如图1所示，本公开的另一个实施例提供了一种物理不可复制功能标签产生电路，包括：

集成于同一块芯片上的恒流源模块、计时模块、电容式传感器、模数转换模块(ADC模块)、微处理器和存储模块；所述计时模块可以为芯片内部时钟电路；

恒流源模块用于在所述芯片通电后以恒定电流向电容式传感器充电直至电容式传感器充满电，并将该恒定充电电流输入所述微处理器；

电容式传感器用于接受所述恒流源模块充电；

所述计时模块用于记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；

模数转换模块用于采集电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将该模拟电压信号转换为数字电压信号，然后将该数字电压信号输入所述微处理器；

所述微处理器用于根据所述恒定电流的电流值、所述数字电压信号的电压值与充电时长计算电容式传感器的电容量值，并根据该电容量值生成物理不可复制功能标签，并将该物理不可复制功能标签输入所述存储模块内；电容量值计算公式为C＝It/U；t代表充电时长，I代表恒定充电电流值，U代表所述数字电压信号的电压值；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到。

所述存储模块用于存储所述物理不可复制功能标签。

在本实施例中，所述存储模块为一次性可编程存储模块。

如图2所示，本公开的一个实施例提供了一种基于电容式传感器的物理不可复制功能标签产生方法，包括：

步骤S100:所述恒流源模块在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电，并将该恒定充电电流输入所述微处理器；电容式传感器接受所述恒流源模块充电；

步骤S200:所述计时模块记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；

步骤S300:模数转换模块采集电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将该模拟电压信号转换为数字电压信号，然后将该数字电压信号输入所述微处理器；

步骤S400:所述微处理器计算电容式传感器的电容量值，所述电容量值根据所述恒定充电电流的电流值、所述数字电压信号与所述充电时长计算得到；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到；所述电容量值计算公式为C＝It/U；其中，t代表充电时长，I代表所述恒定充电电流的电流值，U代表所述数字电压信号的电压值；所述充电时长为所述充电结束时间减去所述充电起始时间得到；

步骤S500:所述微处理器根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签输入存储模块内，存储模块存储该物理不可复制功能标签。

上述物理不可复制功能标签产生方法是在对芯片进行校准之前执行的，而且只执行一次。在对所述芯片进行校准之前实现上述物理不可复制功能标签产生方法，之所以这样做是因为：对芯片校准之后，相同版图的芯片的电学性能参数差异变得极小，如果在对所述芯片进行校准之后再进行物理不可复制功能标签产生的操作，则无法达到PUF标签对采样数据随机性、唯一性以及数据精确度的要求，对采样精确度的要求也需要进一步提高，从而加大了操作难度。

如图3所示，本公开的另一个实施例提供了一种物理不可复制功能标签产生电路，包括：

集成于同一块芯片上的恒流源模块、计时模块、电容式传感器、放大器、模数转换模块(ADC模块)、微处理器和存储模块；所述计时模块可以为芯片内部时钟电路；

恒流源模块用于在所述芯片通电后以恒定电流向电容式传感器充电直至电容式传感器充满电，并将该恒定充电电流输入所述微处理器；

电容式传感器用于接受所述恒流源模块充电；

所述计时模块用于记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；

所述放大器设于所述电容式传感器和所述模数转换模块之间，所述放大器用于对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块；

模数转换模块用于采集所述放大后的模拟电压信号，并将该模拟电压信号转换为数字电压信号，然后将该数字电压信号输入所述微处理器内；

所述微处理器用于根据所述恒定电流的电流值、所述数字电压信号的电压值与充电时长计算电容式传感器的电容量值，并根据该电容量值生成物理不可复制功能标签，并将所述物理不可复制功能标签输入所述存储模块内；电容量值计算公式为C＝It/U；t代表充电时长，I代表恒定充电电流值，U代表所述数字电压信号的电压值；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到。

所述存储模块用于存储所述物理不可复制功能标签。

在本实施例中，所述存储模块为一次性可编程存储模块。

可选的，在另一些实施例中，所述存储模块包括第一电极、第二电极和连接在第一电极和第二电极之间的一可编程金属氧化物存储元件。

可选的，在另一些实施例中，所述存储模块包括9个可编程电阻式存储器且排列成3×3阵列，其中同一行的存储器用一位线(bit line)连接，同一列的存储器用一字线(wordline)连接；所述各存储器均被配置为处于数据状态。

如图4所示，本公开的一个实施例提供了一种基于电容式传感器的物理不可复制功能标签产生方法，包括：

步骤S10:所述恒流源模块在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电，并将该恒定充电电流输入所述微处理器；电容式传感器接受所述恒流源模块充电；

步骤S20:所述计时模块记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；

步骤S30:放大器对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块；

步骤S40:所述模数转换模块采集来自所述放大器的模拟电压信号，将该模拟电压信号转换为数字电压信号，并将该数字电压信号输入所述微处理器内；

步骤S50:所述微处理器计算电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签；所述电容量值根据所述恒定充电电流的电流值、所述数字电压信号的电压值与所述充电时长计算得到；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到；所述电容量值计算公式为C＝It/U；其中，t代表充电时长，I代表所述恒定充电电流的电流值，U代表所述数字电压信号的电压值；所述充电时长为所述充电结束时间减去所述充电起始时间得到；

步骤S60:所述微处理器根据所述物理不可复制功能标签输入存储模块内，存储模块存储该物理不可复制功能标签。

上述物理不可复制功能标签产生方法是在对芯片进行校准之前执行的。在对所述芯片进行校准之前实现上述物理不可复制功能标签产生方法，之所以这样做是因为：对芯片校准之后，相同版图的芯片的电学性能参数差异变得极小，如果在对所述芯片进行校准之后再进行物理不可复制功能标签产生的操作，则无法达到PUF标签对采样数据随机性、唯一性以及数据精确度的要求，对采样精确度的要求也需要进一步提高，从而加大了操作难度。

电容量值作为物理不可复制功能标签；由于制造工艺的偏差，芯片内各部分电路制造的差异性，每颗芯片都是独一无二的，不存在两颗完全相同的芯片；即使是在同一芯片上进行两次电容量值测量，两次测量结果也是不同的，一般具有几十fF的差别，因此在不同芯片上进行一次电容量值测量得到的电容量值具有随机性、唯一性及不可复制性，该电容量值唯一对应该芯片，作为该芯片的物理不可复制功能标签。

本发明提供的基于电容式传感器的物理不可复制功能标签产生电路及方法，电路结构简单，设计科学合理，能够使芯片快速产生唯一且不可复制的物理不可复制功能标签，完全能够满足物理不可复制功能标签对数据唯一性、随机性的要求，从而解决了芯片尤其是物联网芯片的安全问题，为产生物理不可复制功能标签及解决芯片安全问题提供了新的技术方案思路。

需要说明的是：

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用，模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外，不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序 (例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种物理不可复制功能标签产生电路，其特征在于，包括集成于同一芯片且依次连接的恒流源模块、电容式传感器、信号采集模块和微处理器；

所述恒流源模块用于在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；

所述信号采集模块用于采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；

所述微处理器用于根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；

其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号采集模块包括模数转换模块，用于采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为数字电压信号后输出至所述微处理器；所述充电响应信息为所述数字电压信号。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述微处理器具体用于根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电路还包括计时模块；所述计时模块用于记录充电起始时间和充电结束时间，并将所述充电起始时间和所述充电结束时间发送至所述微处理器；所述充电时长为所述微处理器通过所述充电起始时间和所述充电结束时间计算得到。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括放大器，所述放大器设于所述电容式传感器和所述模数转换模块之间，所述放大器用于对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述微处理器还用于根据所述数字电压信号生成物理不可复制功能标签。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述物理不可复制功能标签。

8.一种物理不可复制功能标签产生方法，通过权利要求1-7任一项所述的电路实现，其特征在于，包括：

所述恒流源模块在所述芯片通电后以恒定电流向所述电容式传感器充电直至所述电容式传感器充满电；

所述信号采集模块采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息，并将所述充电响应信息输出至所述微处理器；

所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签；

其中，不同的芯片因加工误差而产生不同的充电响应信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述信号采集模块采集所述电容式传感器在充电过程中的充电响应信息包括：模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；其中，所述模数转换模块为所述信号采集模块，所述充电响应信息为所述数字电压信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号之前，还包括：

放大器对来自所述电容式传感器的模拟电压信号进行放大，并将放大后的模拟电压信号传输至所述模数转换模块；

所述模数转换模块采集所述电容式传感器在充电过程中的模拟电压信号，包括：

所述模数转换模块采集所述放大后的模拟电压信号。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器根据所述数字电压信号生成物理不可复制功能标签。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述微处理器根据所述充电响应信息生成物理不可复制功能标签包括：所述微处理器根据所述数字电压信号、所述恒定电流的电流值和充电时长计算出所述电容式传感器的电容量值，根据所述电容量值生成物理不可复制功能标签。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电容量值的计算公式为C＝It/U；其中，t代表充电时长，I代表所述恒定电流的电流值，U代表所述数字电压信号的电压值。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述充电时长为充电结束时间减去充电起始时间得到；所述充电起始时间和所述充电结束时间由计时模块记录并发送至所述微处理器。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述微处理器将所述物理不可复制功能标签输入存储模块内。

16.根据权利要求8-15任一项所述的方法，其特征在于，所述方法是在对所述芯片进行校准之前执行的。