量子保密系统真随机源的实现

研究了基于物理随机源的方法产生真随机码：即用基于晶体二极管pn结齐纳击穿电压的随机性产生随机的电平信号,然后利用电压比较器甄别噪声电压,从而获得随机二进制序列,可用于控制量子保密通信系统的位相调制器,从而产生随机量子码。研制的随机二进制码理论上最大码率200kbit／s。     

一种基于FPGA的Latch结构真随机数发生器

提出一种基于FPGA的高熵真随机数发生器,采用非传统锁存器结构,并结合改进的随机数采集方法来获取真随机数。相对于FPGA上广泛采用的真随机数发生器,该高熵真随机数发生器具有较低的资源消耗。与参考方法相比,改进的随机数采集方法有效提升了数据产生速率。实验结果表明,该真随机数发生器对于温度(20 ℃~80 ℃)和电压(0.9~1.1 V)的变化具有较高的鲁棒性,所产生的真随机数均能通过NIST随机性测试。在正常工作条件下,随机数产生速率为14.2 Mbit/s。     

基于压控振荡器的真随机数发生器设计

通过对频率抖动机理的研究,提出一种基于压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator,VCO）的真随机数发生器（True Random Number Generator,TRNG）设计方案.该方案将电阻热噪声放大后作为VCO的控制信号使其振荡频率在中心频率附近随机抖动.VCO所产生的慢振荡信号对周期固定的快振荡信号采样生成原始随机序列,然后利用后处理电路提高序列均匀性并消除自相关性.通过热噪声发生器调节VCO的中心频率可实现序列比特率和随机性之间的权衡.所提电路采用SMIC 55nm CMOS工艺设计,芯片面积0.0124mm²,比特率10Mbps,平均功率0.81mW.输出的随机序列通过NIST SP 800-22测试.     

多晶硅导电材料的1/f噪声模型研究

在多晶硅导电材料的1/f噪声迁移率涨落、载流子数涨落机制和模型的基础上,修正了基于迁移率涨落机制的噪声模型。通过分析材料中载流子输运的实际物理过程,论证了产生1/f噪声的两种机制同时存在于多晶硅材料中,提出建立多晶硅导电材料1/f噪声双机制不同掺杂浓度统一模型的思路。