JP4095002B2 - Random number generator - Google Patents

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Description

本発明は、乱数生成回路に係り、特に規則性のない乱数を生成する乱数生成回路に関する。   The present invention relates to a random number generation circuit, and more particularly to a random number generation circuit that generates random numbers having no regularity.

従来より、乱数による暗号化は、電子商取引や、無線通信等の情報通信において、パスワードの生成、暗号鍵生成、ID情報の生成、及びデジタル署名付加情報の生成等の情報の保護に用いられる。乱数の生成方法は、ソフトウェアによって発生させる方法が広く採用されている。しかし、ソフトウェアによる乱数生成方法は、プログラムに記載された数式に基づいて乱数を生成するため、何らかの規則性を有するという欠点がある。すなわち、規則性を有する暗号化は解読されてしまう可能性があり、個人情報の十分な保護が図れない問題があった。すなわち、周波数特性に依存しない乱数が求められていた。   Conventionally, encryption using random numbers is used for protecting information such as password generation, encryption key generation, ID information generation, and digital signature additional information generation in electronic commerce and information communication such as wireless communication. As a random number generation method, a method generated by software is widely adopted. However, the random number generation method by software generates a random number based on a mathematical expression described in a program, and thus has a drawback of having some regularity. That is, there is a possibility that encryption having regularity may be decrypted, and personal information cannot be sufficiently protected. That is, a random number that does not depend on frequency characteristics has been demanded.

これに対し、1/f特性を有する雑音発生源から発生される雑音に基づいて、1/f特性による周期性を持たない乱数を乱数生成回路により生成する方法がある(特許文献1参照。)。   On the other hand, there is a method of generating a random number having no periodicity by the 1 / f characteristic by a random number generation circuit based on the noise generated from the noise generation source having the 1 / f characteristic (see Patent Document 1). .

特許文献1に記載の乱数生成回路は、図16に示すように、雑音発生回路201,202と、雑音発生回路201,202の出力側にそれぞれ接続された差動回路203と、差動回路203の出力側に接続されたA/D変換回路204と、A/D変換回路204の出力側に接続された演算回路205とにより構成される。   As shown in FIG. 16, the random number generation circuit described in Patent Document 1 includes noise generation circuits 201 and 202, a differential circuit 203 connected to the output side of each of the noise generation circuits 201 and 202, and a differential circuit 203. The A / D conversion circuit 204 connected to the output side of the A / D converter and the arithmetic circuit 205 connected to the output side of the A / D conversion circuit 204 are configured.

先ず、雑音発生回路201,202は1/f特性を有する雑音信号を出力する。次に、差動回路203は、雑音発生回路201,202から出力される2つの雑音信号の差動信号をアナログ信号として出力する。A/D変換回路204は、差動回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。演算回路205は、デジタル変換された信号がスレシュホールドレベルに達しない場合には「0」を出力し、スレシュホールドレベルに達する場合には「1」を出力する。演算回路205は「0」と「1」の出現する確率が0.5になるようにスレシュホールドレベルを調節していた。
特開2002−41281号公報
First, the noise generation circuits 201 and 202 output a noise signal having 1 / f characteristics. Next, the differential circuit 203 outputs the differential signal of the two noise signals output from the noise generation circuits 201 and 202 as an analog signal. The A / D conversion circuit 204 converts an analog signal output from the differential circuit into a digital signal. The arithmetic circuit 205 outputs “0” when the digitally converted signal does not reach the threshold level, and outputs “1” when the signal reaches the threshold level. The arithmetic circuit 205 adjusts the threshold level so that the probability that “0” and “1” appear is 0.5.
JP 2002-41281 A

しかし、図16に示す乱数生成回路はフィルタ、差動回路等のアナログ回路と、2つの雑音発生回路を用いるため、専有面積が大きくなる問題があった。更に、「0」と「1」の出現する確率を演算回路205のスレッシュホールドレベルを変更し設定する必要があった。   However, since the random number generation circuit shown in FIG. 16 uses an analog circuit such as a filter and a differential circuit and two noise generation circuits, there is a problem that the occupied area becomes large. Further, it is necessary to set the probability of occurrence of “0” and “1” by changing the threshold level of the arithmetic circuit 205.

本発明の目的は、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能な乱数生成回路を提供することである。   An object of the present invention is to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, generate a random number independent of frequency characteristics, and eliminate the need to adjust the probability of occurrence of “0” and “1”. Is to provide a random number generation circuit capable of

上記目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、クロック信号とランダム信号を入力し、ランダム信号の変化に応じてクロック信号のカウント値を1カウントごとにローレベルとハイレベルを交互に切り換えて出力する1ビットのカウンタ回路と、ランダム信号の変化に応じてカウント値をラッチし第1の乱数信号を出力する第1のラッチ回路とを備え、ランダム信号は、周波数の増加に対してパワースペクトルが減少する特性を有する乱数生成回路であることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the first feature of the present invention is that a clock signal and a random signal are input, and the count value of the clock signal is alternately switched between a low level and a high level for each count according to a change in the random signal. 1 and bit counter circuit switched output, and a first latch circuit and outputs the latched first random number signal a count value in response to changes in the random signals, random signals, compared increasing frequency The gist of the present invention is that it is a random number generation circuit having a characteristic that the power spectrum decreases.

本発明の第1の特徴によれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能な乱数生成回路を提供できる。   According to the first feature of the present invention, a random number that does not depend on frequency characteristics can be generated without using a plurality of noise generation circuits, and the probability of occurrence of “0” and “1” is adjusted. Can be provided.

上記目的を達成するために、本発明の第2の特徴は、ランダム信号とクロック信号を入力し、ランダム信号及びクロック信号の論理積出力に応じてハイレベルとローレベルを交互に出力する分周回路と、ランダム信号の変化に応じてクロック信号のカウント値をラッチし乱数信号を出力するラッチ回路とを備え、ランダム信号は、周波数の増加に対してパワースペクトルが減少する特性を有する乱数生成回路であることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the second feature of the present invention is that a random signal and a clock signal are inputted, and a high frequency and a low level are alternately outputted according to a logical product output of the random signal and the clock signal. Circuit and a latch circuit that latches the count value of the clock signal in response to a change in the random signal and outputs a random number signal, and the random signal has a characteristic that the power spectrum decreases as the frequency increases It is a summary.

本発明の第2の特徴によれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能な乱数生成回路を提供できる。   According to the second feature of the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, generate random numbers independent of frequency characteristics, and adjust the probability of occurrence of “0” and “1”. Can be provided.

本発明によれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能な乱数生成回路を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, generate random numbers independent of frequency characteristics, and eliminate the need for adjusting the probability of occurrence of “0” and “1”. Can be provided.

次に、図面を参照して本発明の第1〜第5の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。   Next, first to fifth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

先ず、第1〜第5の実施の形態で用いられる「ランダム信号RS」について説明する。「ランダム信号RS」とは、オン幅とオフ幅の時間が一定でない複数の矩形波からなるデジタル信号である。また、「ランダム信号RS」は、周波数の増加に対してパワースペクトルの値が一定でない、特に減少する特性を有する。矩形波の振幅は、一定であることが望ましいがここでは特に限定されない。例えば、ランダム信号RSは、抵抗とコンデンサにより構成されるCR遅延回路の遅延時間を利用した発振回路により生成される。抵抗やコンデンサの値がランダムに揺らぐこと利用して生成される。パワースペクトルが減少する信号の例としては、1/f特性を有する揺らぎ信号等が挙げられる。「1/f」とは、フーリエ分析したパワースペクトルがフーリエ周波数fに反比例して45度の傾斜を持つものをいう。すなわち、配列、空間等の時系列データのスペクトル解析を行なうと、その両対数プロットで得られる傾きが−1を示す。   First, the “random signal RS” used in the first to fifth embodiments will be described. The “random signal RS” is a digital signal composed of a plurality of rectangular waves whose on width and off width are not constant. Further, the “random signal RS” has a characteristic that the value of the power spectrum is not constant with respect to an increase in frequency, and particularly decreases. The amplitude of the rectangular wave is preferably constant, but is not particularly limited here. For example, the random signal RS is generated by an oscillation circuit that uses the delay time of a CR delay circuit formed of a resistor and a capacitor. Generated by using random fluctuations in resistance and capacitor values. An example of a signal whose power spectrum decreases is a fluctuation signal having a 1 / f characteristic. “1 / f” means that the power spectrum obtained by Fourier analysis has a 45-degree slope in inverse proportion to the Fourier frequency f. That is, when spectrum analysis of time series data such as array and space is performed, the slope obtained by the logarithmic plot shows -1.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路10aは、図1に示すように、クロック信号CSを入力するクロック入力CKと、ランダム信号RSを入力するクロックイネーブル入力CEに接続され、入力されるランダム信号RSの変化に応じてクロック信号CSのカウント値を出力するカウンタ回路1と、ランダム信号RSの変化に応じてカウント値をラッチし乱数信号RNSを出力する第1のラッチ回路3とを備える。更に、インバータ2が矩形波入力51及びカウンタ回路1のクロックイネーブル入力CEとの接続点と、第1のラッチ回路3のクロック入力CKとの間に接続される。矩形波入力51は、カウンタ回路1のクロックイネーブル入力CEにランダム信号RSを入力する。クロック入力52は、カウンタ回路1のクロック入力CKにクロック信号CSを入力する。インバータ2の出力ノードは、第1のラッチ回路3のクロック入力CKに電気的に接続される。カウンタ回路1の出力Qは、第1のラッチ回路3の入力Dに電気的に接続される。第1のラッチ回路3の出力Qは、乱数出力53に電気的に接続される。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the random number generation circuit 10a according to the first embodiment of the present invention is connected to a clock input CK that inputs a clock signal CS and a clock enable input CE that inputs a random signal RS. A counter circuit 1 that outputs a count value of the clock signal CS according to a change in the random signal RS, and a first latch circuit 3 that latches the count value according to a change in the random signal RS and outputs a random number signal RNS Is provided. Further, the inverter 2 is connected between a connection point between the rectangular wave input 51 and the clock enable input CE of the counter circuit 1 and the clock input CK of the first latch circuit 3. The rectangular wave input 51 inputs a random signal RS to the clock enable input CE of the counter circuit 1. The clock input 52 inputs the clock signal CS to the clock input CK of the counter circuit 1. The output node of the inverter 2 is electrically connected to the clock input CK of the first latch circuit 3. The output Q of the counter circuit 1 is electrically connected to the input D of the first latch circuit 3. The output Q of the first latch circuit 3 is electrically connected to the random number output 53.

本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路10aの動作を、図2を用いて説明する。   The operation of the random number generation circuit 10a according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

(イ)先ず、時刻t1において、図2(a)に示すように、矩形波入力51に入力されるランダム信号RSがローレベルからハイレベルとなる。 (A) First, at time t1, as shown in FIG. 2A, the random signal RS input to the rectangular wave input 51 changes from low level to high level.

(ロ)時刻t1からt2までの間、ランダム信号RSがハイレベルの状態では、カウンタ回路1は、出力Qからカウント信号CTSを出力する。図2(c)に示すように、カウント信号CTSは、図2(b)に示すクロック信号CSの立ち上がりエッジ検出毎にハイレベルとローレベルを交互に切り換える。ここでは、カウンタ回路1は、例示的に1カウントごとにローレベルとハイレベルが交互に切り換わる1ビットカウンタであるとする。 (B) From time t1 to t2, in the state where the random signal RS is at a high level, the counter circuit 1 outputs the count signal CTS from the output Q. As shown in FIG. 2C, the count signal CTS alternately switches between the high level and the low level every time the rising edge of the clock signal CS shown in FIG. 2B is detected. Here, it is assumed that the counter circuit 1 is, for example, a 1-bit counter in which a low level and a high level are alternately switched every count.

(ハ)時刻t2において、ランダム信号RSがハイレベルからローレベルとなる。ランダム信号RSがローレベルとなると、インバータ2は、図2(d)に示すように、ハイレベルとなるランダム反転信号RSバーを出力する。ランダム反転信号RSバーがハイレベルとなると、第1のラッチ回路3は、クロック入力CKの立ち上がりエッジでカウンタ回路1から出力されるカウント信号CTSをラッチし、図2(e)に示すように、乱数信号RNSを出力する。 (C) At time t2, the random signal RS changes from the high level to the low level. When the random signal RS becomes low level, the inverter 2 outputs a random inverted signal RS bar that becomes high level as shown in FIG. When the random inverted signal RS is at a high level, the first latch circuit 3 latches the count signal CTS output from the counter circuit 1 at the rising edge of the clock input CK, as shown in FIG. A random number signal RNS is output.

(ニ)時刻t3において、再びランダム信号RSがローレベルからハイレベルとなる。カウンタ回路1は、ランダム信号RSがハイレベルの状態が続く間、クロック信号CSの立ち上がりエッジ検出毎に、カウント信号CTSのレベルを交互に切り替える。 (D) At time t3, the random signal RS again changes from the low level to the high level. The counter circuit 1 alternately switches the level of the count signal CTS every time the rising edge of the clock signal CS is detected while the random signal RS remains in the high level state.

(ホ)時刻t4において、ランダム信号RSがハイレベルからローレベルとなる。ランダム信号RSがローレベルとなると、インバータ2は、図2(d)に示すように、ハイレベルとなるランダム反転信号RSバーを出力する。ランダム反転信号RSバーがハイレベルとなると、第1のラッチ回路3は、クロック入力CKの立ち上がりエッジでカウンタ回路1から出力されるカウント信号CTSをラッチし、図2(e)に示すように、乱数信号RNSを出力する。以後、同様にランダム信号RSの立ち下がりエッジで乱数信号RNSを出力する動作を繰り返す。 (E) At time t4, the random signal RS changes from the high level to the low level. When the random signal RS becomes low level, the inverter 2 outputs a random inverted signal RS bar that becomes high level as shown in FIG. When the random inverted signal RS is at a high level, the first latch circuit 3 latches the count signal CTS output from the counter circuit 1 at the rising edge of the clock input CK, as shown in FIG. A random number signal RNS is output. Thereafter, similarly, the operation of outputting the random number signal RNS at the falling edge of the random signal RS is repeated.

次に、乱数信号RNSの出力が「0」または「1」である確率を図3を用いて説明する。ただし、ランダム信号RSはy=F(s)の関数であると仮定して模式的に説明する。ランダム信号RSを構成するランダムな矩形波のオン幅をT、最小オン幅をTmin、最大オン幅をTmaxとする。また、最大オン幅Tmaxから最小オン幅Tminを引いたオン幅領域TZから分解能設定クロック信号SCの周期で割った値を分割数Nとする。オン幅領域TZは、ランダムな矩形波の発生源となる抵抗、ダイオード等の素子が持つ周波数特性、矩形波を出力する回路の特性、及びフィルタ等の特性等によって決められる。この時、オン幅Tのランダムな矩形波の分布関数をF(t)とすると、分割数Nが偶数の時に乱数生成回路から「0」が出力される確率Pt(0)は、

Figure 0004095002
で表される。 Next, the probability that the output of the random number signal RNS is “0” or “1” will be described with reference to FIG. However, the random signal RS will be schematically described on the assumption that it is a function of y = F (s). Assume that the on width of the random rectangular wave constituting the random signal RS is T, the minimum on width is Tmin, and the maximum on width is Tmax. Further, a value obtained by dividing the ON width region TZ obtained by subtracting the minimum ON width Tmin from the maximum ON width Tmax by the period of the resolution setting clock signal SC is set as the division number N. The on-width region TZ is determined by a resistance that is a source of a random rectangular wave, a frequency characteristic of an element such as a diode, a characteristic of a circuit that outputs the rectangular wave, a characteristic of a filter, and the like. At this time, assuming that the distribution function of a random rectangular wave with an ON width T is F (t), the probability Pt (0) that “0” is output from the random number generation circuit when the division number N is an even number is
Figure 0004095002
It is represented by

分割数Nが偶数の時に乱数生成回路から1が出力される確率Pt(1)は、

Figure 0004095002
で表される。 The probability Pt (1) that 1 is output from the random number generation circuit when the division number N is an even number is
Figure 0004095002
It is represented by

また、分割数Nが奇数の時に乱数生成回路から0が出力される確率Pt(0)は、

Figure 0004095002
で表される。 The probability Pt (0) that 0 is output from the random number generation circuit when the division number N is an odd number is:
Figure 0004095002
It is represented by

分割数Nが奇数の時に乱数生成回路から1が出力される確率Pt(1)は、

Figure 0004095002
で表される。 The probability Pt (1) that 1 is output from the random number generation circuit when the division number N is an odd number is:
Figure 0004095002
It is represented by

ここで、分割数Nが偶数となる場合の0と1が出る頻度の差はPt(0)−Pt(1)で表される。これを計算すると、

Figure 0004095002
が求められる。 Here, the difference in the frequency of 0 and 1 when the division number N is an even number is represented by Pt (0) -Pt (1). When this is calculated,
Figure 0004095002
Is required.

また、分割数Nが偶数となる場合の0と1が出る頻度の差はPt(0)−Pt(1)で表され、これを計算すると

Figure 0004095002
が求められる。 Further, the difference between the frequency of 0 and 1 when the division number N is an even number is represented by Pt (0) −Pt (1).
Figure 0004095002
Is required.

式(5)及び式(6)より分割数Nが偶数、奇数に関わらず、分割数Nの値が大きい程「0」と「1」の出現する頻度の差は小さくなる。すなわち、クロック信号CSの周波数が高いほど、「0」と「1」の出現する頻度に偏りがなくなることを示している。つまり、乱数を生成する場合は、使用する乱数の特性を考慮しクロック信号の周波数を選定する必要がある。   Regardless of whether the number of divisions N is an even number or an odd number from the equations (5) and (6), the larger the value of the number of divisions N, the smaller the difference in the appearance frequency of “0” and “1”. That is, as the frequency of the clock signal CS is higher, the frequency of occurrence of “0” and “1” is less biased. That is, when generating a random number, it is necessary to select the frequency of the clock signal in consideration of the characteristics of the random number to be used.

理想値0.5と0が出現する確率との差δ(0)は、
[数7]
δ(0)=0.5−|(Pt(0)/(Pt(0)+Pt(1))|
・・・・・(7)
で表される。
The difference δ (0) between the ideal value 0.5 and the probability of occurrence of 0 is
[Equation 7]
δ (0) = 0.5− | (Pt (0) / (Pt (0) + Pt (1)) |
(7)
It is represented by

また、理想値0.5と1が出現する確率との差δ(1)は、
[数8]
δ(1)=0.5−|(Pt(1)/(Pt(0)+Pt(1))|
・・・・・(8)
で表される。
Also, the difference δ (1) between the ideal value 0.5 and the probability of occurrence of 1 is
[Equation 8]
δ (1) = 0.5− | (Pt (1) / (Pt (0) + Pt (1)) |
(8)
It is represented by

δ(0)とδ(1)の値は、使用基準によって決まる。たとえば、米国商務省が通信ネットワークのセキュリティ向けに定めるFIPS140−2の規格検定に従うのであれば、δ(0)またはδ(1)の値を0.01375以下にしなければならない。すなわち、クロック信号CKの周波数を基準値を満たすよう設定する必要がある。   The values of δ (0) and δ (1) are determined by usage criteria. For example, if the US Department of Commerce follows the FIPS 140-2 standard test for communication network security, the value of δ (0) or δ (1) must be 0.01375 or less. That is, it is necessary to set the frequency of the clock signal CK to satisfy the reference value.

ランダム信号RSを表現する方法の一つとして、信号のパワーを一定の周波数帯域毎に分割し、各帯域毎のパワーを周波数の関数として表したパワースペクトルが用いられる。周期的信号波形のスペクトルは、基本周波数とその高調波成分から成り立っており、各成分の振幅の二乗の和で表すことができる。パワースペクトルは、時間関数x(t)、パワースペクトルX(f)とすると、

Figure 0004095002
で表される。 As one of the methods for expressing the random signal RS, a power spectrum is used in which the power of the signal is divided into fixed frequency bands and the power of each band is expressed as a function of frequency. The spectrum of the periodic signal waveform is composed of a fundamental frequency and its harmonic components, and can be represented by the sum of the squares of the amplitudes of the respective components. Assuming that the power spectrum is a time function x (t) and a power spectrum X (f),
Figure 0004095002
It is represented by

乱数生成回路10aに入力されるランダム信号RSは、図4に示すように、縦軸で示すパワースペクトルの信号強度が、横軸で示す周波数に対し反比例の関係にあるとする。この時、図5に示すように、ランダム信号RSがオン幅Tである頻度の分布は、パワースペクトル特性で示す横軸方向を周波数から周期に変えた曲線で示される。オン幅がT(s)である時の乱数生成回路の出力は、クロック信号CSの周期Tck毎に「0」または「1」を出力するかが決まる。クロック信号CSの周期が小さい程、「0」と「1」が出現する確率はそれぞれ0.5に近くなる。   As shown in FIG. 4, the random signal RS input to the random number generation circuit 10a is assumed that the signal intensity of the power spectrum indicated by the vertical axis is inversely proportional to the frequency indicated by the horizontal axis. At this time, as shown in FIG. 5, the distribution of the frequency with which the random signal RS has the ON width T is indicated by a curve in which the horizontal axis direction indicated by the power spectrum characteristics is changed from frequency to period. The output of the random number generation circuit when the ON width is T (s) determines whether “0” or “1” is output for each cycle Tck of the clock signal CS. The smaller the cycle of the clock signal CS, the closer the probability of “0” and “1” appearing to 0.5.

図6で示すL1は、図1で示す乱数生成回路10aから出力される乱数信号RNSのパワースペクトルを表す。また、L2は、1/fノイズ源から生成されるランダム信号RSのパワースペクトルを表す。ランダム信号RSに対するパワースペクトルが周波数が高くなると減少してしまうのに対し、乱数信号RNSのパワースペクトルL1は周波数特性に依存せず乱数信号RNSを生成することができる。   L1 shown in FIG. 6 represents the power spectrum of the random number signal RNS output from the random number generation circuit 10a shown in FIG. L2 represents the power spectrum of the random signal RS generated from the 1 / f noise source. While the power spectrum for the random signal RS decreases as the frequency increases, the power spectrum L1 of the random number signal RNS can generate the random number signal RNS without depending on the frequency characteristics.

更に、ランダム信号RSを8ビットのシリアルデータとして入力した場合、前回のデータを縦軸で示す0〜255に、次に取得されるデータを横軸に続けて2500点プロットする。この時、乱数生成回路10aから出力される乱数信号RNSは、図7(a)に示すように、ほぼ均一に分布する。これに対し、従来の乱数生成回路から出力される乱数は、図7(b)に示すように、バラツキが生じる。   Further, when the random signal RS is input as 8-bit serial data, the previous data is plotted at 0 to 255 indicated by the vertical axis, and the next acquired data is plotted at 2500 points along the horizontal axis. At this time, the random number signal RNS output from the random number generation circuit 10a is distributed almost uniformly as shown in FIG. On the other hand, the random numbers output from the conventional random number generation circuit vary as shown in FIG.

本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路10aによれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能となる。   According to the random number generation circuit 10a according to the first embodiment of the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, and to generate random numbers that do not depend on frequency characteristics. It is possible to eliminate the need to adjust the probability of occurrence of “1”.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る乱数生成回路10bは、図8に示すように、図1に示す乱数生成回路10aの第1のラッチ回路3の出力側に第2のラッチ回路4を1段追加している点で異なる。第2のラッチ回路4の入力Dは、第1のラッチ回路3の出力Qに電気的に接続される。また、第2のラッチ回路4の出力Qは、乱数出力53に接続される。クロック入力CKは乱数取得クロック入力54にそれぞれ接続されている。乱数取得クロック入力54は、周期が一定である乱数クロック取得信号を入力する。他は第1の実施の形態と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 8, the random number generation circuit 10b according to the second embodiment of the present invention includes a second latch circuit 4 on the output side of the first latch circuit 3 of the random number generation circuit 10a shown in FIG. It is different in that one stage is added. The input D of the second latch circuit 4 is electrically connected to the output Q of the first latch circuit 3. The output Q of the second latch circuit 4 is connected to the random number output 53. The clock input CK is connected to the random number acquisition clock input 54, respectively. The random number acquisition clock input 54 inputs a random number clock acquisition signal having a constant period. Others are substantially the same as those in the first embodiment, and thus redundant description is omitted.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る乱数生成回路の動作を図9を用いて説明する。   Next, the operation of the random number generation circuit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

(イ)先ず、時刻t1において、図9(a)に示すように、矩形波入力51に入力されるランダム信号RSがローレベルからハイレベルとなる。 (A) First, at time t1, as shown in FIG. 9A, the random signal RS input to the rectangular wave input 51 changes from the low level to the high level.

(ロ)時刻t1からt2までの間、ランダム信号RSがハイレベルの状態では、クロック信号CSの立ち上がりエッジ検出毎に、カウンタ回路1の出力Qから出力されるカウント信号CTSのレベルは交互に切り替わる。 (B) When the random signal RS is in the high level from time t1 to t2, the level of the count signal CTS output from the output Q of the counter circuit 1 is alternately switched every time the rising edge of the clock signal CS is detected. .

(ハ)時刻t2において、ランダム信号RSがハイレベルからローレベルとなる。ランダム信号RSがローレベルとなると、インバータ2は、図9(d)に示すように、ハイレベルとなるランダム反転信号RSバーを出力する。ランダム反転信号RSバーがハイレベルとなると、第1のラッチ回路3は、クロック入力CKの立ち上がりエッジでカウンタ回路1から出力されるカウント信号CTSをラッチし、図9(e)に示すように、第1の乱数信号RNS1を出力する。 (C) At time t2, the random signal RS changes from the high level to the low level. When the random signal RS becomes low level, the inverter 2 outputs a random inverted signal RS bar that becomes high level as shown in FIG. 9 (d). When the random inverted signal RS is at a high level, the first latch circuit 3 latches the count signal CTS output from the counter circuit 1 at the rising edge of the clock input CK, as shown in FIG. The first random number signal RNS1 is output.

(ニ)時刻t3において、図9(f)に示すように、周期が一定である乱数取得クロック信号RTSがローレベルからハイレベルとなる。第2のラッチ回路4は、乱数取得クロック信号RTSの立ち上りエッジで第1の乱数信号RNS1をラッチし、図9(g)に示すように、第2の乱数信号RNS2を出力する。以後、同様にランダム信号RSの立ち下がりエッジで乱数信号RNSを出力する動作を繰り返す。 (D) At time t3, as shown in FIG. 9 (f), the random number acquisition clock signal RTS whose cycle is constant changes from low level to high level. The second latch circuit 4 latches the first random number signal RNS1 at the rising edge of the random number acquisition clock signal RTS, and outputs the second random number signal RNS2 as shown in FIG. 9 (g). Thereafter, similarly, the operation of outputting the random number signal RNS at the falling edge of the random signal RS is repeated.

本発明の第2の実施の形態に係る乱数生成回路10bによれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能となる。また、第2のラッチ回路4から出力される乱数信号RNSを用いることにより一定時間間隔で乱数を取得することができる。   According to the random number generation circuit 10b according to the second embodiment of the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, and to generate random numbers that do not depend on the frequency characteristics. It is possible to eliminate the need to adjust the probability of occurrence of “1”. Further, by using the random number signal RNS output from the second latch circuit 4, random numbers can be acquired at regular time intervals.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る乱数生成回路10cは、図10に示すように、図1に示す乱数生成回路10aのカウンタ回路1のクロックイネーブル入力CEと矩形波入力51との間にパルスカウンタ5を備える点が異なる。パルスカウンタ5は、入力側を矩形波入力51に、出力側をカウンタ回路1のクロックイネーブル入力CEにそれぞれ電気的に接続する。他は第1の実施の形態と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 10, the random number generation circuit 10c according to the third embodiment of the present invention is provided between the clock enable input CE and the rectangular wave input 51 of the counter circuit 1 of the random number generation circuit 10a shown in FIG. The difference is that a pulse counter 5 is provided. The pulse counter 5 has an input side electrically connected to the rectangular wave input 51 and an output side electrically connected to the clock enable input CE of the counter circuit 1. Others are substantially the same as those in the first embodiment, and thus redundant description is omitted.

本発明の第3の実施の形態に係る乱数生成回路10cの動作を、図11を用いて説明する。   The operation of the random number generation circuit 10c according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

(イ)先ず、時刻t1において、図11(a)に示す第1のランダム信号RS1がローレベルからハイレベルとなる。パルスカウンタ5は、第1のランダム信号RS1の立ち上がりエッジを検出すると、図11(b)に示すように、ハイレベルとなる第2のランダム信号RS2を出力する。 (A) First, at time t1, the first random signal RS1 shown in FIG. 11A changes from the low level to the high level. When the pulse counter 5 detects the rising edge of the first random signal RS1, as shown in FIG. 11B, the pulse counter 5 outputs the second random signal RS2 that becomes a high level.

(ロ)時刻t1からt2までの間、ランダム信号RSがハイレベルの状態となる。この時、図11(d)に示すように、カウンタ回路1の出力Qから出力されるカウント信号CTSのレベルは、図11(c)に示すクロック信号CSの立ち上がりエッジ検出毎に交互に切り替わる。また、パルスカウンタ5は、ランダム信号RS1の立ち上がりエッジをカウントする。ただし、パルスカウンタ5は例示的にカウント値が2になると出力を切り替えるとする。 (B) From time t1 to time t2, the random signal RS is in a high level state. At this time, as shown in FIG. 11 (d), the level of the count signal CTS output from the output Q of the counter circuit 1 is alternately switched every time the rising edge of the clock signal CS shown in FIG. 11 (c) is detected. The pulse counter 5 counts rising edges of the random signal RS1. However, the pulse counter 5 is assumed to switch the output when the count value becomes 2, for example.

(ハ)時刻t2において、パルスカウンタ5のカウント値が2になると、第2のランダム信号RS2はハイレベルからローレベルとなる。第2のランダム信号RS2がローレベルとなると、図11(d)に示すように、第1のラッチ回路3のクロック入力CKはハイレベルとなる。第1のラッチ回路3は、クロック入力CKの立ち上がりエッジでカウンタ回路1から出力されるカウント信号CTSをラッチし、乱数出力53に乱数信号RNSを出力する。以後、同様にランダム信号RSの立ち下がりエッジで乱数信号RNSを出力する動作を繰り返す。 (C) When the count value of the pulse counter 5 becomes 2 at time t2, the second random signal RS2 changes from high level to low level. When the second random signal RS2 becomes low level, the clock input CK of the first latch circuit 3 becomes high level as shown in FIG. 11 (d). The first latch circuit 3 latches the count signal CTS output from the counter circuit 1 at the rising edge of the clock input CK, and outputs the random number signal RNS to the random number output 53. Thereafter, similarly, the operation of outputting the random number signal RNS at the falling edge of the random signal RS is repeated.

本発明の第3の実施の形態に係る乱数生成回路10cによれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能となる。また、ランダム信号の最小オン幅Tminがクロック信号CSの周期Tckに対し2倍以下であっても、最小オン幅の大きい新たな信号を作り出すことで動作させることが可能となる。   According to the random number generation circuit 10c according to the third embodiment of the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, and to generate random numbers that do not depend on the frequency characteristics. It is possible to eliminate the need to adjust the probability of occurrence of “1”. Further, even if the minimum on-width Tmin of the random signal is not more than twice the cycle Tck of the clock signal CS, it is possible to operate by generating a new signal having a large minimum on-width.

(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る乱数生成回路10dは、図12に示すように、オン幅及びオフ幅が一定でないランダム信号RSとクロック信号CSを入力し、ランダム信号RS及びクロック信号CSの論理積出力の変化に応じてハイレベルとローレベルを交互に切り替える分周信号DRSを出力する分周回路6と、ランダム信号RSの変化に応じて分周信号DRSをラッチし乱数信号RNSを出力する第1のラッチ回路3とを備える。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 12, the random number generation circuit 10d according to the fourth exemplary embodiment of the present invention receives a random signal RS and a clock signal CS whose on width and off width are not constant, and receives the random signal RS and the clock signal CS. A frequency dividing circuit 6 that outputs a frequency-divided signal DRS that alternately switches between a high level and a low level in response to a change in the logical product output of the signal, and a frequency-divided signal DRS that is latched in response to a change in the random signal RS And a first latch circuit 3 for outputting.

分周回路6は、第1の入力ノードを矩形波入力51に、第2の入力ノードをクロック入力52にそれぞれ接続されるアンド回路20と、アンド回路20の出力をクロック入力に接続する分周ラッチ回路21と、分周ラッチ回路21の出力Qと入力Dとの間に接続されたインバータ22とを備える。   The frequency dividing circuit 6 has a first input node connected to the rectangular wave input 51 and a second input node connected to the clock input 52, and a frequency divider that connects the output of the AND circuit 20 to the clock input. A latch circuit 21 and an inverter 22 connected between the output Q and the input D of the frequency division latch circuit 21 are provided.

本発明の第4の実施の形態に係る乱数生成回路10dの動作を図13を用いて説明する。   The operation of the random number generation circuit 10d according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

(イ)先ず、図13(a)に示すように、時刻t1において、矩形波入力51に入力されるランダム信号RSがローレベルからハイレベルとなる。 (A) First, as shown in FIG. 13A, at time t1, the random signal RS input to the rectangular wave input 51 changes from a low level to a high level.

(ロ)時刻t1からt2までの間、ランダム信号RSがハイレベルの状態では、図13(c)に示すように、アンド回路20の出力ノードから図13(b)に示すクロック信号CSがそのまま出力される。この時、図13(d)に示すように、クロック信号CSの立ち上がりエッジ検出毎に分周ラッチ回路21の出力Qから出力される分周信号DRSのレベルは交互に切り替わる。 (B) When the random signal RS is at a high level from time t1 to time t2, as shown in FIG. 13C, the clock signal CS shown in FIG. Is output. At this time, as shown in FIG. 13 (d), the level of the frequency-divided signal DRS output from the output Q of the frequency-dividing latch circuit 21 is alternately switched every time the rising edge of the clock signal CS is detected.

(ハ)時刻t2において、ランダム信号RSがハイレベルからローレベルとなると、図13(e)に示すように、第1のラッチ回路3のクロック入力CKはハイレベルとなる。クロック入力CKがハイレベルとなると、第1のラッチ回路3は分周信号DRSをラッチし、図13(f)に示すように、乱数出力53から乱数信号RNSを出力する。以後、同様にランダム信号RSの立ち下がりエッジで乱数信号RNSを出力する動作を繰り返す。 (C) When the random signal RS changes from the high level to the low level at time t2, as shown in FIG. 13E, the clock input CK of the first latch circuit 3 becomes the high level. When the clock input CK becomes high level, the first latch circuit 3 latches the frequency-divided signal DRS and outputs the random number signal RNS from the random number output 53 as shown in FIG. Thereafter, similarly, the operation of outputting the random number signal RNS at the falling edge of the random signal RS is repeated.

本発明の第4の実施の形態に係る乱数生成回路10dによれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能となる。   According to the random number generation circuit 10d according to the fourth exemplary embodiment of the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, and to generate random numbers that do not depend on the frequency characteristics. It is possible to eliminate the need to adjust the probability of occurrence of “1”.

(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態に係る乱数生成回路10eは、図14に示すように、図12で示す乱数生成回路10dが分周ラッチ回路としてラッチ回路21(D型フリップフロップ)を用いているのに対し、ラッチ回路23(J−K型フリップフロップを用いる点で異なる。また、第1のラッチ回路3(D型フリップフロップ)を用いているのに対し、ラッチ回路7(J−K型フリップフロップ)を用いる点で異なる。他は第1の実施の形態と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
(Fifth embodiment)
In the random number generation circuit 10e according to the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 14, the random number generation circuit 10d shown in FIG. 12 uses a latch circuit 21 (D flip-flop) as a frequency division latch circuit. On the other hand, the latch circuit 23 (JK type flip-flop is used. However, the first latch circuit 3 (D type flip-flop) is used, whereas the latch circuit 7 (JK type is used). The other is substantially the same as that of the first embodiment, and the duplicate description is omitted.

本発明の第5の実施の形態に係る乱数生成回路10eの動作を、図15を用いて説明する。   The operation of the random number generation circuit 10e according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

(イ)先ず、時刻t1において、図15(a)に示すように、ランダム信号RSがローレベルからハイレベルとなる。 (A) First, at time t1, as shown in FIG. 15A, the random signal RS changes from the low level to the high level.

(ロ)時刻t1からt2までの間、ランダム信号RSがハイレベルの状態では、図15(c)に示すように、アンド回路20の出力ノードから図15(b)に示すクロック信号CSがそのまま出力される。この時、図15(d)に示すように、クロック信号CSの立ち上がりエッジ検出毎に分周ラッチ回路23の出力Qから出力される分周信号DRSのレベルは交互に切り替わる。 (B) When the random signal RS is in the high level from time t1 to time t2, as shown in FIG. 15C, the clock signal CS shown in FIG. Is output. At this time, as shown in FIG. 15D, the level of the frequency-divided signal DRS output from the output Q of the frequency-dividing latch circuit 23 is alternately switched every time the rising edge of the clock signal CS is detected.

(ハ)時刻t2において、ランダム信号RSがハイレベルからローレベルとなると、図15(f)に示すように、ラッチ回路7のクロック入力CKはハイレベルとなる。この時、ラッチ回路7の第1の入力Jには、図15(d)に示すように、分周信号DRSが入力される。また、ラッチ回路7の第2の入力Kには、図15(e)に示すように、分周信号DRSを反転した分周反転信号DRSバーが入力される。ラッチ回路7は、ランダム信号RSを反転したランダム反転信号RSバーの立ち上がりエッジで分周信号DRSをラッチし、図15(g)に示すように、乱数信号RNSを出力する。乱数信号RNSは乱数信号出力53から出力される。以後、同様にランダム信号RSの立ち下がりエッジで乱数信号RNSを出力する動作を繰り返す。 (C) When the random signal RS changes from the high level to the low level at time t2, as shown in FIG. 15 (f), the clock input CK of the latch circuit 7 becomes the high level. At this time, the frequency division signal DRS is input to the first input J of the latch circuit 7 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 15E, the frequency division inversion signal DRS bar obtained by inverting the frequency division signal DRS is input to the second input K of the latch circuit 7. The latch circuit 7 latches the frequency-divided signal DRS at the rising edge of the random inverted signal RS bar obtained by inverting the random signal RS, and outputs the random number signal RNS as shown in FIG. The random number signal RNS is output from the random number signal output 53. Thereafter, similarly, the operation of outputting the random number signal RNS at the falling edge of the random signal RS is repeated.

本発明の第5の実施の形態に係る乱数生成回路10eによれば、複数の雑音発生回路を用いず、小型化が可能であり、周波数特性に依存しない乱数を生成し、「0」と「1」の出現する確率の調整を不要とすることが可能となる。   According to the random number generation circuit 10e according to the fifth embodiment of the present invention, it is possible to reduce the size without using a plurality of noise generation circuits, and to generate random numbers that do not depend on the frequency characteristics. It is possible to eliminate the need to adjust the probability of occurrence of “1”.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は第1〜第5の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first to fifth embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

既に述べた第4〜第5の実施の形態に係る乱数生成回路10d、10eについては、第2の実施の形態で示すような第2のラッチ回路を更に設けることが可能である。また、乱数生成回路10d、10eは、第3の実施の形態で示すように、ラッチ回路の出力に、更にパルスカウンタを設けることも可能である。クロック信号やランダム信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの役割を入れ替えて、最小オフ幅に対して本発明を適用することも可能である。   For the random number generation circuits 10d and 10e according to the fourth to fifth embodiments already described, it is possible to further provide a second latch circuit as shown in the second embodiment. Further, as shown in the third embodiment, the random number generation circuits 10d and 10e can further include a pulse counter at the output of the latch circuit. It is also possible to apply the present invention to the minimum off width by switching the roles of the rising edge and falling edge of the clock signal or random signal.

既に述べた第1〜第5の実施の形態に係る乱数生成回路10a、10b、10c、10d、10eで用いられるクロック信号CSの周期は、ランダム信号RSのオン幅領域Tzの1/2以下であることが望ましい。クロック信号CSの周期Tをオン幅領域Tzに対して小さく設定するほどランダム信号RSのパワースペクトルの差異による影響を抑えることができる。   The period of the clock signal CS used in the random number generation circuits 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e according to the first to fifth embodiments already described is ½ or less of the ON width region Tz of the random signal RS. It is desirable to be. As the period T of the clock signal CS is set to be smaller than the on-width region Tz, the influence due to the difference in power spectrum of the random signal RS can be suppressed.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路を説明する図である。It is a figure explaining the random number generation circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路の動作タイミングチャートである。3 is an operation timing chart of the random number generation circuit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路に入力するランダム信号を説明する図である。It is a figure explaining the random signal input into the random number generation circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るランダム信号のパワースペクトルを模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the power spectrum of the random signal which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路により生成される乱数信号を説明する図である。It is a figure explaining the random number signal produced | generated by the random number generation circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路により生成される乱数信号のパワースペクトルを説明する図である。It is a figure explaining the power spectrum of the random number signal produced | generated by the random number generation circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図7(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る乱数生成回路により生成される乱数信号の周期性を説明する図である。図7(b)は、従来の乱数生成回路により生成される乱数信号の周期性を説明する図である。FIG. 7A illustrates the periodicity of the random number signal generated by the random number generation circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7B is a diagram for explaining the periodicity of a random number signal generated by a conventional random number generation circuit. 本発明の第2の実施の形態に係る乱数生成回路を説明する図である。It is a figure explaining the random number generation circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る乱数生成回路の動作タイミングチャートである。It is an operation | movement timing chart of the random number generation circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る乱数生成回路を説明する図である。It is a figure explaining the random number generation circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る乱数生成回路の動作タイミングチャートである。It is an operation | movement timing chart of the random number generation circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る乱数生成回路を説明する図である。It is a figure explaining the random number generation circuit which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る乱数生成回路の動作タイミングチャートである。It is an operation | movement timing chart of the random number generation circuit which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る乱数生成回路を説明する図である。It is a figure explaining the random number generation circuit which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る乱数生成回路の動作タイミングチャートである。It is an operation | movement timing chart of the random number generation circuit which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 従来の乱数生成回路について説明する図である。It is a figure explaining the conventional random number generation circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1…カウンタ回路
2,22…インバータ
3…第1のラッチ回路
4…第2のラッチ回路
5…パルスカウンタ
6…分周回路
10a,10b,10c,10d,10e…乱数生成回路
20…アンド回路
21…分周ラッチ回路
51…矩形波入力
52…クロック入力
53…乱数出力
54…乱数取得クロック入力
201,202…雑音発生回路
203…差動回路
204…D変換回路
205…演算回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Counter circuit 2, 22 ... Inverter 3 ... 1st latch circuit 4 ... 2nd latch circuit 5 ... Pulse counter 6 ... Frequency dividing circuit 10a, 10b, 10c, 10d, 10e ... Random number generation circuit 20 ... AND circuit 21 ... frequency division latch circuit 51 ... rectangular wave input 52 ... clock input 53 ... random number output 54 ... random number acquisition clock input 201, 202 ... noise generation circuit 203 ... differential circuit 204 ... D conversion circuit 205 ... arithmetic circuit

Claims (6)

クロック信号とランダム信号を入力し、前記ランダム信号の変化に応じて前記クロック信号のカウント値を1カウントごとにローレベルとハイレベルを交互に切り換えて出力する1ビットのカウンタ回路と、
前記ランダム信号の変化に応じて前記カウント値をラッチし第1の乱数信号を出力する第1のラッチ回路
とを備え、前記ランダム信号は、周波数の増加に対してパワースペクトルが減少する特性を有することを特徴とする乱数生成回路。
A 1-bit counter circuit that inputs a clock signal and a random signal, and outputs a count value of the clock signal by alternately switching between a low level and a high level for each count according to a change in the random signal;
A first latch circuit that latches the count value according to a change in the random signal and outputs a first random number signal, and the random signal has a characteristic that a power spectrum decreases with an increase in frequency. A random number generation circuit characterized by that.
周期が一定の乱数取得クロック信号と前記第1の乱数信号とを入力し、前記乱数取得クロック信号の変化に応じて前記第1の乱数信号をラッチし、第2の乱数信号を出力する第2のラッチ回路を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の乱数生成回路。   A second random number acquisition clock signal having a constant period and the first random number signal are input, the first random number signal is latched according to a change in the random number acquisition clock signal, and a second random number signal is output. The random number generation circuit according to claim 1, further comprising: a latch circuit. 前記ランダム信号を入力するパルスカウンタを更に備え、前記パルスカウンタの出力を前記ランダム信号とすることを特徴とする請求項1に記載の乱数生成回路。   The random number generation circuit according to claim 1, further comprising a pulse counter that inputs the random signal, wherein the output of the pulse counter is the random signal. ランダム信号とクロック信号を入力し、前記ランダム信号と前記クロック信号の論理積を出力するアンド回路と、
前記論理積出力に応じてハイレベルとローレベルを交互に出力する分周ラッチ回路と、
前記ランダム信号の変化に応じて前記クロック信号のカウント値をラッチし乱数信号を出力する第1のラッチ回路
とを備え、前記ランダム信号は、周波数の増加に対してパワースペクトルが減少する特性を有することを特徴とする乱数生成回路。
An AND circuit that inputs a random signal and a clock signal and outputs a logical product of the random signal and the clock signal;
A frequency dividing latch circuit that alternately outputs a high level and a low level according to the logical product output;
A first latch circuit that latches the count value of the clock signal in response to a change in the random signal and outputs a random number signal, and the random signal has a characteristic that a power spectrum decreases with an increase in frequency. A random number generation circuit characterized by that.
周期が一定の乱数取得クロック信号と前記第1の乱数信号とを入力し、前記乱数取得クロック信号の変化に応じて前記第1の乱数信号をラッチし、第2の乱数信号を出力する第2のラッチ回路を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の乱数生成回路。   A second random number acquisition clock signal having a constant period and the first random number signal are input, the first random number signal is latched according to a change in the random number acquisition clock signal, and a second random number signal is output. The random number generation circuit according to claim 4, further comprising: a latch circuit. 前記ランダム信号を入力するパルスカウンタを更に備え、前記パルスカウンタの出力を前記ランダム信号とすることを特徴とする請求項4に記載の乱数生成回路。   The random number generation circuit according to claim 4, further comprising a pulse counter for inputting the random signal, wherein the output of the pulse counter is the random signal.
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