KR0123068B1

KR0123068B1 - 랜덤발생기

Info

Publication number: KR0123068B1
Application number: KR1019940035039A
Authority: KR
Inventors: 강창구; 윤재우
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1997-11-21
Also published as: KR960024799A

Abstract

본 발명은 상기 랜덤발생기의 출력 키 수열을 변경하기 위한 키 정보를 저장하는 키 저장부(11)와; 클럭신호 및 키 입력 요구신호에 따라 상기 키 저장부(11)에 저장된 키 정보를 병렬로 입력받고, 랜덤발생기 제어신호에 따라 출력 키 수열을 제어하여 입력된 키와 LFSR(Linear Feeback Shift Register)에 의한 랜덤키 수열을 발생하여 출력하는 랜덤발생기(12)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

랜덤발생기

제1도는 본 발명이 적용되는 랜덤발생기 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 랜덤발생기의 동작 타이밍도.

제3도는 본 발명에 의한 5차 LFSR의 랜덤발생기 구성회로도.

제4도는 본 발명에 의한 랜덤발생기에서 구성된 멀티플렉서의 진가표를 도시한 도면.

제5도는 본 발명에 의한 랜덤발생기에서 구성된D -플립플롭 논리회로의 진가표를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 키 저장부 12 : 랜덤발생기

K : 키 저장부에서 랜덤발생기로 입력되는 키

CLK : 랜덤발생기의 동작 클럭 RKI : 랜덤발생기에 키입력 요구신호

CNTR : 랜덤발생기 동작제어신호 KS : 랜덤발생기로부터 출력되는 키수열

MUX : 2입력-1출력 멀티플렉서 CLK : 클럭신호

EN : 인에이블신호

본 발명은 난수발생용 랜덤발생기의 출력 키 수열 발생 동작제어와 실시간 동기를 위한 키 변경에 대한 랜덤발생기에 관한 것이다.

일반적으로 랜덤발생기 LFSR(Linear Feeback Shift Register; 이하 LFSR이라 칭함)와 키 입력부로 구성되어 있으며 클럭에 의해서 동작하도록 설계되어 있고, 랜덤발생기의 출력 키수열 발생 동작 제어를 위해서 랜덤발생기에 입력되는 클럭을 제어하도록 설계되어 있다. 이렇게 클럭을 제어할 경우 불규칙한 클럭으로 인하여 다른 주변회로의 동작에 위해를 끼칠 수 있다. 또한 랜덤발생기가 동작하는 도중에 랜덤발생기의 키(seed)를 변경하여 랜덤발생기의 출력 키 수열을 변경하고자할 때 일반적으로 랜덤발생기, 즉 LFSR의 키를 직렬로 입력함에 따라 완전한 출력 키 수열 변경은 키 크기만큼 지연되어 변경이 이루어지고 있다.

예를들면, 랜덤발생기의 LFSR차수가 n차일때 키 크기는 n비트이며 이러한 랜덤발생기에 있어서 키를 변경하고자 할 경우 랜덤발생기의 동작클럭의 n주기후에 비로서 출력 키수열이 완전히 변경되어 실시간으로 동기가 이루어지지 않는다.

상기 문제점들을 개선하기 위해서 본 발명은, 랜덤발생기의 동작을 제어하기 위해서 입력클럭을 제어하지않고, 랜덤발생기 내부회로의 동작제어신호를 이용하는 구성 논리회로와 랜덤발생기의 키변경에 따른 출력키 수열 변경을 키의 병렬입력과 MUX 회로를 이용하여 실시간에 수행할 수 있는 랜덤발생기의 논리회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 랜덤발생기의 출력 키 수열을 변경하기 위한 키 정보를 저장하는 키 저장부와; 클럭신호 및 키 입력 요구신호에 따라 상기 키 저장부에 저장된 키 정보를 병렬로 입력받고, 랜덤발생기 제어신호에 따라 출력 키 수열을 제어하여 입력된 키와 LFSR(Linear Feeback Shift Register)에 의한 랜덤 키 수열을 발생하여 출력하는 랜덤 발생부(12)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 랜덤발생기를 크게 키 저장부와 랜덤발생기로 구성하고, 키 저장부에 저장된 키는 랜덤발생기에 병렬로 입력되고, 랜덤발생기는 외부의 키 입력 요구신호, 랜덤발생기 제어신호 및 클럭을 입력받아 출력 키 수열을 발생하도록 하였으며, 랜덤발생기의 동작제어는 클럭에 의존하지 않고, 외부의 랜덤발생기 제어신호에 의해서 내부 LFSR 의 D-플립플롭을 제어하므로서 출력 키 수열을 제어토록 하는 것과 키 저장부로부터의 키를 키 입력 요구신호에 의해서 랜덤발생기의 멀티플렉서를 통해 동시에 키를 입력 변경하므로서 랜덤발생기의 동기를 실시간으로 수행토록 구현하였다.

제1도는 본 발명에 따른 랜덤발생기 구성도로서, 도면에서 11은 키 저장부, 12는 랜덤발생기를 각각 나타낸다. 키 저장부(11)에서는 랜덤발생기의 출력 키 수열을 변경하기 위한 키 정보를 저장하고 있으며 저장된 정보는 키 입력 요구신호에 의해서 랜덤발생기(12)에 병렬로 입력된다. 랜덤발생기(12)는 키 입력요구신호와 키 저장부(11)의 병렬입력신호에 의해서 랜덤발생기의 키를 입력하는 기능, 랜덤발생기 제어신호에 의한 출력 키 수열을 제어하는 랜덤발생기 동작제어기능, 입력된 키와 LFSR에 의한 랜덤 키 수열발생 및 출력기능을 가지고 있다.

제2도는 본 발명에 의한 랜덤발생기의 동작을 타이밍 다이어그램(TIMING DIAGRAM)으로 나타낸 것으로서 K는 키 저장부(11)로부터 랜덤발생기(12)에 병렬 입력되는 키이고, CLK는 랜덤발생기의 동작에 요구되는 클럭신호, RKI는 키 저장부(11)의 키를 입력요구하는 키 입력 요구신호, CNTR은 랜덤발생기(12)의 키 수열 발생을 제어하는 랜덤발생기 제어신호, KS는 랜덤발생기에서 동작되어 최종 출력된 출력 키 수열을 각각 나타낸다.

키 K1는 키 입력 요구신호(RKI)에 의해서 랜덤발생기에 병렬로 입력되어 CLK에 의해서 t₁시각에서부터 출력키수열 KS는 새로운 키 K1에 의해서 KS₀', KS₁', KS₂' 키 수열로 실시간으로 변경되어 출력된다. 또한 랜덤발생기 제어신호 CNTR이 t₂시각에 'Low(0)'가 되면 클럭 CLK의 라이징 시간(rising time)즉, t₃시각에서 출력 키수열 KS는 키 수열 출력을 KS₃'로 계속 유지하여 랜덤발생기의 동작을 중지하고 있으며 CNTR이 t₄시각에서 'High(1)' 가 되면 클럭 CLK의 다음 RISING TIME, 즉 t₅시각에서 다시 랜덤발생기가 동작하여 연속된 키 수열 KS₄', KS₅', KS₆'를 출력하므로서 랜덤발생기의 키 출력동작을 제어한다.

이와 같이 동작하는 랜덤발생기는 RKI신호에 의해서 키가 병렬로 입력되어 랜덤발생기의 동기를 실시간으로 맞출 수 있고, 또한 CNTR신호에 의해서 키 수열 발생동작을 제어할 수 있다.

제3도는 본 발명에 의한 일실시예로서 Y=X⁵+X²+1의 5차 LFSR를 갖는 랜덤발생기 구성회로도이다. 도면에서 31은 키 저장부이고, 32는 랜덤발생기이고, 33, 34, 35, 36, 37은 멀티플렉서이고, 38, 39, 3A, 3B, 3C는 D-플립플롭(flip flop)이며, 3D는 배타적 논리 합 게이트를 각각 나타낸다.

본 발명의 랜덤발생기의 동작제어 및 실시간 동기논리회로는 도면에서 도시한 바와 같이 랜덤발생기의 출력 키 수열 동작제어는 외부로부터 입력되는 랜덤발생기 제어신호(RKI)가 랜덤발생기부의 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)의 인에이블신호에 직접 연결되어 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)의 동작을 제어하므로서 이루어진다. 즉, 랜덤발생기 제어신호(CNTR)가 액티브(High(1))일때 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)들은 클럭(CLK)에 의해서 동작하지만, 랜덤발생기 제어신호(CNTR)가 인액티브(Low(0))일때는 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)이 디세이블(disable)되어 동작하지 않으므로서, 랜덤발생기 출력키 수열 발생동작을 제어한다.

또한 외부로부터 입력되는 키 입력 요구신호(RKI)에 의해 멀티플렉서(33,34,35,36,37)의 동작을 제어하므로서 랜덤발생기의 키 변경시 키 저장부의 키(K)를 키 입력요구신호(RKI)에 의해서 멀티플렉서(33,34,35,36,37)에서 키 데이타를 선택하게 하여 직접 모든 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)에 입력하므로서 실시간으로 출력 키 수열을 변경할 수 있는 랜덤발생기의 실시간 동기를 수행할 수 있게 된다.

그리고 배타적 논리합 게이트(3D)는 랜덤발생기의 최대 주기를 주기위한 논리 게이트로서 5차 LFSR을 구성하기 때문에 본 발명에서 랜덤발생기의 출력과 3번째 D-플립플롭(3A)(X²)의 출력을 입력받아 첫번째의 멀티플렉서(33)로 출력한다.

제4도는 제3도에서의 멀티플렉서(33,34,35,36,37) 논리회로의 진가표를 나타낸 것으로서, 도면에서 41은 2입력-1출력 멀티플렉서이다. 본 발명에 적용되는MUX(41)는 선택신호(S)에 의해서 두개의 입력 데이타(I₁,I₀)중 하나의 신호가 출력된다. 선택신호(S)가 하이이면 입력신호 I₁이 출력되고, 선택신호(S)가 로우이면 입력신호 I₀가 출력된다.

제5도는 제3도에서의 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C) 논리회로의 진가표로서 51은 D형 플립플롭이다.

본 발명에 적용되는 D-플립플롭(51)은 입력데이타, 클럭 및 제어신호에 의해서 출력데이타가 출력된다. 제어신호(EN)가 하이이고 클럭(CLK)이 라이징 에찌(rising edge)에서 입력데이타(D)가 출력데이타(Q)로 출력되고 그외에는 출력데이타(Q)는 변동되지 않는다. 제어신호(EN)가 로우이면 출력데이타(Q)는 변동되지 않고 이전 출력값을 계속 출력하게 된다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 랜덤발생기의 동작제어를 클럭에 의존하지 않고 랜덤발생기 제어신호에 의해서 직접 랜덤발생기의 키수열 발생동작을 제어하므로서 동작 제어 가능한 랜덤발생기를 신뢰성 있게 설계할 수 있으며, 또한 랜덤발생기의 키 변경은 키 입력요구신호에 의해서 키저장부의 병렬키를 랜덤발생기의 MUX를 통하여 동시에 LFSR에 입력되게 하므로서 랜덤발생기의 출력 키수열 변경을 실시간으로 동기를 맞추게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

랜덤발생기에 있어서, 상기 랜덤발생기의 출력 키 수열을 변경하기 위한 키 정보를 저장하는 키 저장부(11)와; 클럭신호 및 키 입력 요구신호에 따라 상기 키 저장부(11)에 저장된 키 정보를 병렬로 입력받고, 랜덤발생기 제어신호에 따라 출력 키 수열을 제어하여 입력된 키와 LFSR(Linear Feeback Shift Register)에 의한 랜덤 키 수열을 발생하여 출력하는 랜덤발생기(12)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 램덤발생기.
제1항에 있어서 상기 랜덤발생기(12)는 상기 랜덤발생기 제어신호(RKI)에 의해 인에이블되어 상기 클럭신호에 의해 동작되는 다수의 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C); 상기 키 입력 요구신호(RKI)에 의해 키 데이타를 선택하여 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)에 입력하는 다수의 멀티플렉서(33,34,35,36,37); 및 상기 출력 키 수열이 최대주기를 갖도록 하기 위하여 출력 키 수열의 출력과 원하는 차수에 해당하는 상기 D-플립플롭(38,39,3A,3B,3C)중의 한 출력을 입력받아 출력을 상기 멀티플렉서(33,34,35,36,37)중 하나의 멀티플렉서로 출력하는 배타적 논리합 처리수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 랜덤발생기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 랜덤발생기는 키 입력요구신호(RKI)에 의해서 키 저장부(11)의 키를 병렬로 입력하여 클럭(CLK)의 1주기내에 실시간으로 출력키 수열을 완전히 변경하도록 구성되어지는 것을 특징으로 하는 랜덤발생기.