低功耗MCU RJM8L303的真随机数发生器设计原理和使用方法

图 2. 基于振荡器 采样 的真随机数 发 生器原理

图2 中 带有抖动的 低频 振荡器通过D 触发器采样一个 高频 振荡器，输出序列X 。由于 低频 振荡器的抖动是不确定的，并且其抖动范围远远大于 高频 振荡器的周期，因此输出0 和 1 的概率基本相等，从而输出的序列 X 是 随机 的 。

高频振荡 器采用数字振荡环方式设计，其电路结构 如 下 图3 所示 。 在数字逻辑内部，当2N+1 个反相器组成一个闭合的环路时，可以得到一个高频的振荡时钟 。 由于反相器的时间延迟是皮秒量级，因此反相器振荡环的振荡频率高于GHz 。该振荡 时钟 的周期与门延时以及反相器的个数有关，而与外部信号无关。该方法利用了振荡器的频率不稳定性，使得其电路相对简单，占芯片面积小，功耗也小，鲁棒性好，对外界或是内部的干扰不敏感。