專利名稱：隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)
生方法，且特別是有關(guān)于一種具有儲存噪聲的隨機數(shù)
產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法。
北 冃學(xué)技術(shù)
身處信息化社會與全球化時代，人與計算機、網(wǎng)
絡(luò)間的關(guān)系曰、A趨于緊密，因而造就了電子交易應(yīng)用
的便利與普及性。而為了要提升每一筆交易的安全性，應(yīng)用隨機數(shù)碼來編輯每一筆交易的紀錄，實屬現(xiàn)今普
遍的作法之。一般而言，傳統(tǒng)上會利用純數(shù)字電路
的設(shè)計方式來產(chǎn)生隨機數(shù)碼，但是以此類方式所產(chǎn)生
的隨機數(shù)碼，必是2"成一個回圈的循環(huán)，其中N表
示為隨機數(shù)碼的位數(shù)。因此，傳統(tǒng)上利用純數(shù)字電路
所產(chǎn)生的隨機數(shù)碼大多是可被預(yù)期的，所以有心人士
必定可以從中獲取牟利，以使得電子交易的安全性蕩
然無存。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供 一 種隨機數(shù)產(chǎn) 生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其可以達到所產(chǎn)生的隨機 數(shù)碼是不可被預(yù)期的。
本發(fā)明提供 一 種隨機數(shù)產(chǎn)生器，其包括信號產(chǎn)生 單元與取樣單元。其中，信號產(chǎn)生單元用以儲存輸出
緩沖器(output buffer)的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的 噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與環(huán)境變因改變的變 頻信號。取樣單元耦接信號產(chǎn)生單元，用以接收所述 變頻信號，并依據(jù) 一 個取樣時脈而對所述變頻信號進 行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼。
于本發(fā)明的 一 實施例中，信號產(chǎn)生單元包括存儲 單元、轉(zhuǎn)換單元，以及振蕩單元。其中，存儲單元用 以儲存所述噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的噪 聲電壓。轉(zhuǎn)換單元耦接存儲單元，用以接收并轉(zhuǎn)換所 述噪聲電壓，以獲得隨環(huán)經(jīng)變因改變的轉(zhuǎn)換電流，其 中所述環(huán)經(jīng)變因包括溫度及/或光線。振蕩單元耦接轉(zhuǎn) 換單元，用以接收所述轉(zhuǎn)換電流，并據(jù)以產(chǎn)生所述變 頻信號。
于本發(fā)明的一實施例中，存儲單元包括第一 PM0S 晶體管、電容，以及第一電阻。其中，第一 PM0S晶體管的基極牽禺接輸出緩沖器的系統(tǒng)電壓，第一 PM0S晶體
管的源極牽禺接輸出緩沖器的前置驅(qū)動器的核心系統(tǒng)電
壓，而第PM0S晶體管的柵極耦接輸出緩沖器的輸出
驅(qū)動器的輸出系統(tǒng)電壓。電容的 一 端耦接第一 PM0S晶
體管的漏極并儲存所述噪聲電壓，而電容的另一端耦
接輸出緩沖器的參考電位。第一電阻與電容并聯(lián)。
于本發(fā)明的一實施例中，轉(zhuǎn)換單元包括第一 NM0S
曰 曰曰體管、第二 PM0S晶體管、第三PM0S晶體管、電流
源第一NM0S晶體管、PNP型雙載子接面晶體管、第三NM0S晶體管，以及第二電阻。其中，第一 NM0S晶 體管的柵極耦接第一 PM0S晶體管的漏極，而第一 NM0S 晶體管的源極耦接所述參考電位。第二 PM0S晶體管的 柵極與漏極耦接第一 NM0S晶體管的漏極，而第二 PM0S 晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓。
第三PM0S晶體管的柵極耦接第二 PM0S晶體管的 柵極，第三PM0S晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓，而 第三PM0S晶體管的漏極用以輸出所述轉(zhuǎn)換電流。電流 源的 一 端耦接所述系統(tǒng)電壓，而電流.源的另 一 端耦接 第二 NM0S晶體管的柵極與漏極。PNP型雙載子接面晶 體管的射極耦接第二 NM0S晶體管的源極，而PNP型雙 載子接面晶體管的基極與集極耦接所述參考電位。第 三NM0S晶體管的柵極耦接第二 NM0S晶體管的柵極，
17而第三匪0S晶體管的漏極耦接第一 匪OS晶體管的漏 極。第二電阻耦接于第三NM0S晶體管的源極與所述參 考電位之間。
于本發(fā)明的一實施例中，振蕩單元包括第四NMOS 晶體管、第五NMOS晶體管、第六NMOS晶體管、第七 NMOS晶體管、第八NMOS晶體管、第九NMOS晶體管、 第十NMOS晶體管、第四PMOS晶體管、第五PMOS晶體 管，以及第六PMOS晶體管。其中，第四NMOS晶體管 的柵極與漏極耦接第三PMOS晶體管的漏極，而第四 NMOS晶體管的源極耦接所述參考電位。第五NMOS晶體 管的柵極耦接第四NMOS晶體管的柵極，而第五NMOS 晶體管的源極耦接所述參考電位。
第六NMOS晶體管的柵極耦接第四NMOS晶體管的 柵極，而第六匪OS晶體管的源極耦接所述參考電位。 第七NMOS晶體管的柵極耦接第四NMOS晶體管的柵極， 而第七NMOS晶體管的源極耦接所述參考電位。第八 NMOS晶體管的源極耦接第五NMOS晶體管的漏極。第九 NMOS晶體管的源極耦接第六NMOS晶體管的漏極。第十 NMOS晶體管的源極耦接第七NMOS晶體管的漏極。
第四PMOS晶體管的柵極耦接第八NMOS晶體管的 柵極，第四PMOS晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓，而 第四PMOS晶體管的漏極耦接第八NMOS晶體管的漏極。第五PM0S晶體管的柵極耦接第九NM0S曰 曰曰體管的柵極
與第四PM0S晶體管的漏極，第五PMOS曰 曰曰體管的源極
耦接所述系統(tǒng)電壓，而第五PMOS晶體管的漏極親接第
九NMOS晶體管的漏極。第六PMOS晶體管的微極孝禺接
第十NMOS晶體管的柵極與第五PMOS晶體管的漏極，
第六PMOS晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓，而第六
PMOS晶體管的漏極耦接第十NMOS晶體管的漏極與第四
PMOS晶體管的柵極并輸出所述變頻信號。
本發(fā)明提供 一 種隨機數(shù)產(chǎn)生器，其包括信號產(chǎn)生 單元與取樣單元。其中，信號產(chǎn)生單元用以儲存輸出
緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的噪聲的狀態(tài)，并據(jù) 以產(chǎn)生隨時間改變的變頻信號。取樣單元耦接信號產(chǎn) 生單元，用以接收所述變頻信號，并依據(jù)一個取樣時 脈而對所述變頻信號進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼。
于本發(fā)明的 一 實施例中，信號產(chǎn)生單元包括存儲 單元與振蕩單元。其中，存儲單元用以儲存噪聲的狀 態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的噪聲電壓。振蕩單元耦 接存儲單元，用以接收所述噪聲電壓，并據(jù)以產(chǎn)生所 述變頻信號。
于本發(fā)明的一 實施例中，存儲單元包括第一 PMOS 晶體管、電容，以及電阻。其中，第一 PMOS晶體管的 基極耦接輸出緩沖器的系統(tǒng)電壓，第一 PMOS晶體管的源極孝禺接輸出緩沖器的前置驅(qū)動器的核心系統(tǒng)電壓，
而第PM0S晶體管的柵極耦接輸出緩沖器的輸出驅(qū)動
器的輸出系統(tǒng)電壓。電容的 一 端耦接第一 PM0S曰 曰曰體管
的漏極并儲存所述噪聲電壓，而電容的另一端則耦接
輸出緩沖器的參考電位。電阻與電容并聯(lián)。
于本發(fā)明的一實施例中，振蕩單元包括第一 NM0S 晶體管、第二 NMOS.晶體管、第三NM0S晶體管、第四 NM0S晶體管、第五NM0S晶體管、第六NM0S晶體管、 第三PM0S晶體管，以及第四PM0S晶體管。其中，第 一 NM0S晶體管的柵極耦接第一 PM0S晶體管的漏極。 第二 NM0S晶體管的柵極耦接第一 NM0S晶體管的柵極， 而第二 NM0S晶體管的源極耦接所述參考電位。第三 NM0S晶體管的柵極耦接第一 NM0S晶體管的柵極，而第 三NM0S晶體管的源極耦接所述參考電位。
第四NM0S晶體管的源極耦接第一 NM0S晶體管的 漏極。第五NM0S晶體管的源極耦接第二 NM0S晶體管 的漏極。第六NM0S晶體管的源極耦接第三NM0S晶體 管的漏極。第二 PM0S晶體管的柵極耦接第四NM0S晶 體管的柵極，第二 PM0S晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電 壓，而第二 PM0S晶體管的漏極耦接第四NM0S晶體管 的漏極。
第三PM0S晶體管的柵極耦接第五NM0S晶體管的柵極與第二 PMOS晶體管的漏極，第三PMOS曰 曰曰體管的
源極孝禺接所述系統(tǒng)電壓，而第三PMOS晶體管的漏極耦
接第五NMOS晶體管的漏極。第四PMOS晶體管的柵極
孝禺接第六NMOS晶體管的柵極與第三PMOS曰 曰曰體管的漏
極，第四PMOS晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓，而第
四PMOS晶體管的漏極耦接第六NM0S晶體管的漏極與
第二 PMOS晶體管的柵極并輸出所述變頻信號。
本發(fā)明提供 一 種隨機數(shù)產(chǎn)生器，其包括信號產(chǎn)生 單元與取樣單元。其中，信號產(chǎn)生單元用以產(chǎn)生隨環(huán) 境變因改變的變頻信號。取樣單元耦接信號產(chǎn)生單元， 用以接收所述變頻信號，并依據(jù) 一 個取樣時脈而對所 述變頻信號進行取樣，藉以獲得多組隨機數(shù)碼。
于本發(fā)明的 一 實施例中，信號產(chǎn)生單元包括電流 產(chǎn)生單元與振蕩單元。其中，電流產(chǎn)生單元用以產(chǎn)生 隨環(huán)境變因改變的參考振蕩電流，其中所述環(huán)境變因 包括溫度及/或光線。振蕩單元耦接電流產(chǎn)生單元，用 以接收所述參考振蕩電流，并據(jù)以產(chǎn)生所述變頻信號。
于本發(fā)明的 一 實施例中，電流產(chǎn)生單元包括第一 PMOS晶體管、第二 PMOS晶體管、電流源、第一 NMOS 晶體管、PNP型雙載子接面晶體管、第二 NMOS晶體管， 以及電阻。其中，第一 PMOS晶體管的源極耦接輸出緩 沖器的系統(tǒng)電壓。第二 PMOS晶體管的柵極耦接第一PM0S晶體管的柵極與漏極，第二 PM0S晶體管的源極耦 接所述系統(tǒng)電壓，而第一 PM0S晶體管的漏極用以輸出 所述參考振蕩電流。
電流源的 一 端耦接所述系統(tǒng)電壓。第一 NM0S晶體 管的柵極與漏極耦接電流源的另 一 端。PNP型雙載子接 面晶體管的射極耦接第一 NM0S晶體管的源極，而PNP 型雙載子接面晶體管的基極與集極耦接參考電位。第 二 NM0S晶體管的柵極耦接第一 NM0S晶體管的柵極， 而第二 NM0S晶體管的漏極耦接第一 PM0S晶體管的漏 極。電阻耦接于第二 NM0S晶體管的源極與所述參考電 位之間。
于本發(fā)明的一實施例中，振蕩單元包括第三NM0S 晶體管、第四NM0S晶體管、第五NM0S晶體管、第六 NM0S晶體管、第七NM0S晶體管、第八NM0S晶體管、 第九NM0S晶體管、第三PM0S晶體管、第四PM0S晶體 管，以及第五PM0S晶體管。其中，第三NM0S晶體管 的柵極與漏極耦接第二 PM0S晶體管的漏極，而第三 NM0S晶體管的源極耦接所述參考電位。第四NM0S晶體 管的柵極耦接第三NM0S晶體管的柵極，而第四NM0S 晶體管的源極耦接所述參考電位。
第五匪0S晶體管的柵極耦接第三NM0S晶體管的 柵極，而第五NM0S晶體管的源極耦接所述參考電位。
22第六NM0S晶體管的柵極耦接第三NM0S晶體管的柵極， 而第六NM0S晶體管的源極耦接所述參考電位。第七 匪0S晶體管的源極耦接第四NM0S晶體管的漏極。第八 匪0S晶體管的源極耦接第五NM0S晶體管的漏極。第九 NM0S晶體管的源極耦接第六NM0S晶體管的漏極。
第三PM0S晶體管的柵極耦接第七NM0S晶體管的 柵極，第三PM0S晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓，而 第三PM0S晶體管的漏極耦接第七NM0S晶體管的漏極。 第四PM0S晶體管的柵極耦接第八NM0S晶體管的柵極 與第三PM0S晶體管的漏極，第四PM0S晶體管的源極 耦接所述系統(tǒng)電壓，而第四PM0S晶體管的漏極耦接第 八NM0S晶體管的漏極。第五PM0S晶體管的柵極耦接 第九NM0S晶體管的柵極與第四PM0S晶體管的漏極， 第五PM0S晶體管的源極耦接所述系統(tǒng)電壓，而第五 PM0S晶體管的漏極耦接第九NM0S晶體管的漏極與第三 PM0S晶體管的柵極并輸出所述變頻信號。
于上述實施例中，取樣單元包括多數(shù)個D型正反 器，其中第i個D型正反器的資料輸出端耦接第(i + 1)個D型正反器的資料輸入端，第l個D型正反器 的資料輸入端用以接收所述變頻信號，所述D型正反 器的時脈接收端用以同時接收所述取樣時脈，而所述D 型正反器的資料輸出端用以輸出所述隨機數(shù)碼，i為正整數(shù)。
于上述實施例中，任一隨機數(shù)產(chǎn)生器皆可應(yīng)用于
電子裝置與智能卡中
本發(fā)明提出 一 種隨機數(shù)產(chǎn)生方法，包括下列步
驟:首先，儲存輸出緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)所造成的
噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與環(huán)境變因(例如溫
度及/或光線)改變的變頻信號。接著，利用一個取樣
時脈而對所述變頻信號進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)
碼
本發(fā)明提出 一 種隨機數(shù)產(chǎn)生方法，包括下列步
驟:首先，儲存輸出緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)所造成的
噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的變頻信號接
著，利用個取樣時脈而對所述變頻信號進行取樣，
以獲得多組隨機數(shù)碼
本發(fā)明提出 一 種隨機數(shù)產(chǎn)生方法，包括下列步
驟 首先，提供隨環(huán)境變因(例如溫度及/'或光線改
變的變頻信號。接著利用 一 個取樣時脈而對所述變
頻信號進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼,
為了要使得隨機數(shù)碼不可被預(yù)期，本發(fā)明提出
種可同時隨時間及環(huán)境變因的隨機數(shù)產(chǎn)生器及隨機
數(shù)生方法，其主要是藉由通過存儲單元將輸出緩沖
器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所產(chǎn)生的噪聲的狀態(tài)儲存下來
24并據(jù)以來產(chǎn)生隨時間變化的噪聲電壓。接著，再通過
轉(zhuǎn)換單元來接收并轉(zhuǎn)換存儲單元所輸出的噪聲電壓，
藉以來獲得隨環(huán)境變因(例如溫度及/,或光線)改變的
轉(zhuǎn)換電流
之后，再通過振蕩單元來接收轉(zhuǎn)換單元所輸出的
轉(zhuǎn)換電流，以來產(chǎn)生變頻信號。最后， 再通過取樣單
元來接收振蕩單元所產(chǎn)生的變頻信號，并且利用一個
穩(wěn)定的取樣時脈來對此變頻信號進行取樣，如此即可
獲得多數(shù)組不可被預(yù)期的隨機數(shù)碼。
除此之外本發(fā)明亦提出 一 種僅隨時間或環(huán)境變
因的隨機數(shù)產(chǎn)生器及隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其皆可達到
所產(chǎn)生的隨機數(shù)碼不可被預(yù)期。由于本發(fā)明所提出的
任隨機數(shù)產(chǎn)生器皆可以產(chǎn)生多數(shù)組不可被預(yù)期的隨
機數(shù)碼所以對于電子交易的安全性！叫可大大地提升。


為讓本發(fā)明的上述禾口其它巨的、特征和優(yōu)點能更
明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的幾個實施例，并配合附
圖，作詳細說明如下，其中
圖1繪示為輸出緩沖器100的架構(gòu)圖，
圖2繪不為本發(fā)明 一 實施例的具有儲存噪聲的隨
機數(shù)產(chǎn)生器200的方塊圖
25圖3幺厶 ￡石不為本實施例的信號生單元201的方
塊圖
圖4繪示為本實施例的信號產(chǎn)生單元201內(nèi)部
的存儲單元301、轉(zhuǎn)換爭元303，以及振蕩單元
3 05的詳細電路圖
圖5繪不為本實施例的取樣單元203內(nèi)部的具
體電路圖。
圖6繪示為本發(fā)明另一實施例的信號產(chǎn)生單元2
0 1，的方塊圖
圖7繪示為圖6的信號產(chǎn)生單元20，內(nèi)部的
具體電路圖。
圖8示為本發(fā)明另一實施例的信號產(chǎn)生單元2
0 1的方塊圖
圖9繪示為圖8的信號產(chǎn)生單元201內(nèi)部的
具體電路圖
圖10么厶 5石示為本發(fā)明第一種隨機數(shù)產(chǎn)生方法的流
程圖
圖11々厶不為本發(fā)明第種隨機數(shù)產(chǎn)生方法的流
程圖
圖12么厶示為本發(fā)明第二種隨機數(shù)產(chǎn)生方法的流程圖。
26員體實施方式
本發(fā)明所欲達成的技術(shù)功效主要是為了要使得所
產(chǎn)生的隨機數(shù)碼是不可被預(yù)期的，進而來提升電子交
易的安全性。而以下的內(nèi)容將針對本案的技術(shù)特征與
所欲達成的技術(shù)功效做 一 詳加描述，藉以提供么厶 ^口本發(fā)
明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員參詳。
為了要使得隨機數(shù)碼不可被預(yù)期，本發(fā)明提出
種有儲存噪聲的隨機數(shù)產(chǎn)生器，中所要儲存的噪
聲來源是來自于 一 般控制芯片對外界傳輸信號的輸出
緩沖器(output buffer), 而選擇此噪聲源的主要原
因乃是因為外界的負載必定會比控制心片內(nèi)部的負載
大極多，所以控制芯片就必須仰賴輸出緩沖器來將
對于外界的負載的驅(qū)動能力提升，如此控制心片才能
順利地將信號傳輸至外界的負載也亦因如此，控制
心片中通常會出現(xiàn)能量最強的噪聲源非輸出緩沖器莫
屬
圖1繪示為 一 般輸出緩沖器100的架構(gòu)圖請
照圖1，以本發(fā)明領(lǐng)域具有通常知識者應(yīng)當可知輸
出緩沖器1 0 Q大至上會被區(qū)分為前置驅(qū)動器 (pre— driver) 1 0 l與車俞出馬區(qū)動器(output driver) 1 0 3 。其中，標記VCC表示為輸出緩沖器1 0 0的系統(tǒng)電壓，標記VCC I表示為前置驅(qū)動器101的核心
系鄉(xiāng)充電壓(core voltage),豐示i己VCC0表示為車俞出馬區(qū) 動器l 0 3的輸出系統(tǒng)電壓(padvoltage)，標記VSS 表示為輸出緩沖器l 0 0的參考電位，標記VSSI表示 為前置驅(qū)動器1 0 1的核心參考電位，標記VSSO表示 為輸出驅(qū)動器1 0 3的輸出參考電位，而標記P表示 為焊墊(pad)。
由于輸出驅(qū)動器1 0 3是直接要去驅(qū)動控制芯片 外界的負載LD ，因此輸出驅(qū)動器1 0 3的驅(qū)動電流能 力就必須設(shè)計的很大，所以相對可預(yù)知的是，當輸出 緩沖器1 0 0的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)(transient)時，輸出 馬區(qū)動器1 0 3的輸出系統(tǒng)電壓(pa"oltage) VCC0會 是整個控制芯片產(chǎn)生噪聲能量會最強的地方。除此之 外，此噪聲大小還可能會與封裝控制芯片因打線 (bonding)所產(chǎn)生的寄生電感(如圖1中所繪示的電 感組件符號處)及負載LD大小有關(guān)。
基于上述，圖2繪示為本發(fā)明一實施例的隨機數(shù) 產(chǎn)生器200的方塊圖。請合并參照圖1及圖2，隨 機數(shù)產(chǎn)生器2 0 0包括信號產(chǎn)生單元2 0 1與取樣單 元2 0 3。其中，信號產(chǎn)生單元2 0 l用以儲存輸出 緩沖器l 0 Q的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的噪聲的狀 態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與環(huán)境變因(例如溫度及/或光線)改變的變頻信號FCS 。取樣單元2 0 3耦接信號產(chǎn) 生單元2 0 1 ，用以接收信號產(chǎn)生單元2 0 1所產(chǎn)生 的變頻信號FCS，并依據(jù) 一 個取樣時脈Samp —CK而對此 變頻信號FCS進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼Rand —C。 于本實施例中，取樣時脈Samp —CK的頻率可以低于或 高于變頻信號FCS的頻率。
圖3繪示為本實施例的信號產(chǎn)生單元2 0 1的方 塊圖。請合并參照圖1 一圖3 ，本實施例的信號產(chǎn)生 單元2 0 l包括存儲單元3 0 1、轉(zhuǎn)換單元3 0 3， 以及振蕩單元3 0 5。其中，存儲單元3 0 l用以儲 存輸出緩沖器1 0 0的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的噪聲 的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的噪聲電壓V —n 。轉(zhuǎn)換 單元3 0 3耦接存儲單元3 0 1，用以接收并轉(zhuǎn)換噪 聲電壓V_n ，以獲得隨環(huán)境變因(例如溫度及/或光線) 改變的轉(zhuǎn)換電流I_o s c 。振蕩單元3 0 5耦接轉(zhuǎn)換單元 3 0 3 ，用以接收轉(zhuǎn)換電流工—osc，并據(jù)以產(chǎn)生變頻信 號FCS。
為了要實現(xiàn)上述存儲單元3 0 1、轉(zhuǎn)換單元3 0 3 ，以及振蕩單元3 0 5各別所記載的功能性描述的 作動。圖4繪示為本實施例的信號產(chǎn)生單元2 0 1內(nèi) 部的存儲單元3 0 1、轉(zhuǎn)換單元3 Q 3，以及振蕩單 元3 Q 5的具體電路圖。請合并參照圖1 一圖4 ，本實施例的存儲單元301包括PMOS晶體管P 1 、電容
C，以及電阻Rl 。其中，PM0S晶體管Pl的基極(body ) 耦接輸出緩沖器1 0 0的系統(tǒng)電壓VCC 。
PMOS晶體管PI的源極(source)耦接輸出緩沖 器1 0 0的前置驅(qū)動器1 0 1的核心系統(tǒng)電壓VCC I 。 PMOS晶體管P 1的柵極(gate)耦接輸出緩沖器1 0 0的輸出驅(qū)動器1 0 3的輸出系統(tǒng)電壓VCCO。 PMOS晶 體管P 1的漏極(drain)耦接電容C與電阻Rl的一 端，并且產(chǎn)生噪聲電壓V一n。電容C與電阻Rl的另一 端耦接輸出緩沖器1 0 0的參考電位VSS 。
本實施例的轉(zhuǎn)換單元3 Q 3包括NMOS晶體管N 1 一 N 3 、 PMOS晶體管P 2及P 3 、電流源If 、 PNP型雙 載子接面晶體管B 1 ，以及電阻R 2 。其中，NMOS晶體 管N 1的柵極耦接PMOS晶體管PI的漏極，NMOS晶體 管N 1的源極耦接輸出緩沖器1 0 0的參考電位VSS ， 而NMOS晶體管N 1的漏極耦接PMOS晶體管P 2的漏極 與柵極、PMOS晶體管P 3的柵極，以及NMOS晶體管N 3的漏極。PMOS晶體管P 2與P 3的源極耦接輸出緩沖 器1 0 0的系統(tǒng)電壓VCC，而PMOS晶體管P 3的漏極 用以輸出轉(zhuǎn)換電流I —osc。
電流源I f的 一 端耦接輸出緩沖器1 0 0的系統(tǒng)電 壓VCC，而電流源工f的另 一 端耦接NMOS晶體管N 2的柵極與漏極，以及NM0S晶體管N 3的柵極。PNP型雙 載子接面晶體管B 1的射極(emitter)耦接NMOS晶體 管N 2的源極，而PNP型雙載子接面晶體管B 1的基極
(base)與集極(collector)耦接輸出緩沖器l 0 0 的參考電位VSS。 NMOS晶體管N 3的源極耦接電阻R 2 的 一 端，而電阻R 2的另 一 端耦接輸出緩沖器1 0 0的 參考電位VSS 。
本實施例的振蕩單元3 0 5包括NMOS晶體管N 4 一 N 1 0與PMOS晶體管P 4 — P 6 。其中，NMOS晶體管 N 4的柵極與漏極耦接PMOS晶體管P 3的漏極，而NMOS 晶體管N 4的源極耦接輸出緩沖器1 0 0的參考電位 VSS。
NMOS晶體管N5 — N7的柵極耦接NMOS晶體管N
4的柵極，而NMOS晶體管N 5 — N 7的源極耦接輸出緩 沖器1 0 0的參考電位VSS。
NMOS晶體管N 8 — N 1 0的源極各別耦接NMOS晶 體管N5 —N7的漏極，而NMOS晶體管N8 — Nl 0的 漏極各別耦接PMOS晶體管P 4 — P 6的漏極。PMOS晶 體管P 4 — P 6的源極耦接輸出緩沖器1 0 0的系統(tǒng)電 位VCC。 NMOS晶體管N8的柵極耦接PMOS晶體管P4 的柵極，以及NMOS晶體管N 1 0與PMOS晶體管P 6的 漏極，并且輸出變頻信號FCS 。 NMOS晶體管N 9的柵極 耦接PMOS晶體管P 5的柵極，以及NMOS晶體管N 8與PM0S晶體管P 4的漏極。NM0S晶體管N 1 0的柵極耦 接PM0S晶體管P 6的柵極，以及NM0S晶體管N 9與PMOS 晶體管P 5的漏極。
為了要實現(xiàn)上述取樣單元2 0 3所記載的功能性 描述的作動。圖5繪示為本實施例的取樣單元2 0 3 內(nèi)部的具體電路圖。請合并參照圖l 一圖5 ，取樣單 元2 0 3包括多數(shù)個D型正反器DFF1— DFFN，其中第 i個D型正反器的資料輸出端Q耦接第(i+l )個D型 正反器的資料輸入端D ， i 、 N為正整數(shù)。舉例來說， 第1個D型正反器DFF 1的資料輸出端Q耦接第2個D 型正反器DFF 2的資料輸入端D;第2個D型正反器DFF
2的資料輸出端Q耦接第3個D型正反器DFF 3的資料 輸入端D;依此類推至第(N- 1 )個D型正反器DFF ( N-
1 )的資料輸出端Q耦接第N個D型正反器DFFN的資 料輸入端D。
另外，第1個D型正反器DFF 1的資料輸入端D用 以接收信號產(chǎn)生單元2 0 1所產(chǎn)生的變頻信號FCS ，且 所有的D型正反器DFF 1 — DFFN的時脈接收端CK用以 同時接收取樣時脈Samp —CK，亦即D型正反器DFF 1 — DFFN采用同步作動，而D型正反器DFF1— DFFN的資 料輸出端Q用以輸出隨機數(shù)碼Rand —C。于本實施例中， 隨機數(shù)碼Rand —C可以為Q n Q( n- i )…Qs Q2 Q !的數(shù)碼，
32或是Q 1 Q 2 Q 3…Q( N- 1 ) Q N的數(shù)碼，甚至是Q N Q( N- 1 3 Q 2 Q i間所組合出的數(shù)碼。
于本實施例中，當輸出緩沖器i o o的輸出
轉(zhuǎn)態(tài)時，此時PM0S晶體管P 1會將輸出系統(tǒng)電壓 與核心系統(tǒng)電壓VCC I上屬于交流信號(亦即噪聲 的差異轉(zhuǎn)換成大小不同的電流，以對電容C進行充電， 藉此電容C上就會儲存著對應(yīng)噪聲的噪聲電壓V —n 。當
然，此噪聲電壓 V_n的大:小并不僅.僅只會向上累積而
己，更清楚來說，當輸出緩沖器i0 0的輸出信號處
在穩(wěn)態(tài)時，此時電容c上所儲存的噪聲電壓V —.n會經(jīng)
由電阻R 1來進行放電。
故依據(jù)上述可知，當輸出緩沖器1 o 0的輸出信
號有轉(zhuǎn)態(tài)時，噪聲電壓V —n的大小就會逐漸累加，但
是當輸出緩沖器1 0 0的輸出信號沒有轉(zhuǎn)態(tài)時，噪聲
電壓V一n的大小就會逐漸減少。因此，在不同時間點，存儲單元301所產(chǎn)生的噪聲電壓V_n的大小皆會不
同，亦即噪聲電壓V一n的大小會隨著時間而改變t
緊接著由于噪聲電壓V —n會被當作是NM0S晶體
管N 1開啟時所需的偏壓，所以電容C上所儲存的噪聲 電壓V —n就會被轉(zhuǎn)換成噪聲電流I —n。除此之外，本實 施例的轉(zhuǎn)換單元3 Q 3中更利用電流源I f來當作開啟 PNP型雙載子接面晶體管B 1的偏壓電流。由此，由于
33PNP型雙載子接面晶體管B 1的基_射極電壓(Vbe)的
溫度系數(shù)相當高，所以面臨著環(huán)境溫度的細微改變，
PNP型雙載子接面晶體管B 1的基_射極電壓(Vbe )就 會隨著環(huán)境溫度的改變而轉(zhuǎn)換成溫度電流I —temp 。
在此更值得一提的是，本實施例更可以將PNP型 雙載子接面晶體管B 1設(shè)計成受環(huán)境光線而影響的組 件，例如讓PNP型雙載子接面晶體管B 1呈現(xiàn)裸晶(bare chip)的狀態(tài)，或者在PNP型雙載子接面晶體管B 1的 黑膠封裝體上開洞，如此PNP型雙載子接面晶體管B 1便會受外在環(huán)境的光線影響，而改變溫度電流 I —temp的大小。
故依據(jù)上述可知，轉(zhuǎn)換單元3 0 3最終所輸出的 轉(zhuǎn)換電流I—osc就會包含了噪聲電流I—n和溫度電流 I —temp白勺成分，亦艮卩I_osc= I —n+ I —temp。 因此，在 不同的環(huán)境溫度，轉(zhuǎn)換單元3 0 3最終所輸出的轉(zhuǎn)換 電流I一osc的大小皆會不同，亦即轉(zhuǎn)換電流I_osc的 大小會隨著環(huán)境溫度而改變。
之后，再利用三級環(huán)形震蕩器(ring oscillator ) 所構(gòu)成的振蕩單元3 0 5來接收轉(zhuǎn)換單元3 0 3最終 所輸出的轉(zhuǎn)換電流I_osc，并據(jù)以來產(chǎn)生變頻信號FCS。 因此，在不同的時間與環(huán)境溫度，振蕩單元3 Q 5所 產(chǎn)生的變頻信號FCS就會含有溫度和累積噪聲的成分，亦即變頻信號FCS的高低會隨著時間與環(huán)境溫度而改變。
最后，將振蕩單元3 0 5所產(chǎn)生的變頻信號FCS 提供至D型正反器DFF 1的資料輸入端D ，如此再以取 樣時脈Samp —CK來對此變頻信號FCS進行取樣時，即 可獲得多組隨機數(shù)碼Rand —C 。因此，本實施例的隨機 數(shù)產(chǎn)生器2 0 0所產(chǎn)生的隨機數(shù)碼Rand_C不但會隨著 時間與環(huán)境溫度的不同而改變，且更可以達到不可被 預(yù)期。
然而，依據(jù)本發(fā)明的精神，并不受限于上述實施 例的實施方式。圖6繪示為本發(fā)明另 一 實施例的信號 產(chǎn)生單元2 0 1'的方塊圖。圖7繪示為圖6的信號 產(chǎn)生單元2 0 1'內(nèi)部的具體電路圖。請合并參照圖 1、圖2、圖4、圖6及圖7，信號產(chǎn)生單元2 0 1' 包括存儲單元6 0 l與振蕩單元6 0 3。其中，存儲 單元6 0 l及振蕩單元6 0 3分別與圖4的存儲單元 3 0 1及振蕩單元3 0 5的功效與電路結(jié)構(gòu)類似，但 唯一不同的處可從圖7所揭示的圖標清楚看出，存儲 單元6 0 1所產(chǎn)生的噪聲電壓V_n是直接提供至振蕩 單元6 0 3的NMOS晶體管N 5的柵極。由此，本實施 例的信號產(chǎn)生單元2 0 1 '依然可以使得隨機數(shù)產(chǎn)生 器2 Q Q所產(chǎn)生的隨機數(shù)碼Rand —C隨時間而改變，且
35亦可達到不可被預(yù)期。
再者，圖8繪示為本發(fā)明另 一 實施例的信號產(chǎn)生
單元2 0 1 "的方塊圖。圖9繪示為圖8的信號產(chǎn)生 單元2 0 1 "內(nèi)部的具體電路圖。請合并參照圖2 、 圖4、圖8及圖9，信號產(chǎn)生單元2 0 l"包括電流 產(chǎn)生單元8 0 l與振蕩單元8 0 3。其中，電流產(chǎn)生 單元8 0 l與圖4的轉(zhuǎn)換單元3 0 3的電路結(jié)構(gòu)類 似，但唯 一 不同之處可從圖9所揭示的圖標清楚看出， 電流產(chǎn)生單元8 0 l并沒有轉(zhuǎn)換單元3 0 3的NM0S晶 體管N1。因此，電流產(chǎn)生單元8 0 l最終所輸出的參 考振蕩電流I —osc'就僅會包含了溫度電流I_temp的 成分而已，亦艮卩I — osc， =1 — temp 。
另外，振蕩單元8 0 3的功效及電路結(jié)構(gòu)與圖4 的振蕩單元3 0 5的電路結(jié)構(gòu)類似，故在此并不再加
以贅述的?；?，本實施例的信號產(chǎn)生單元2 0 1 " 依然可以使得隨機數(shù)產(chǎn)生器2 0 0所產(chǎn)生的隨機數(shù)碼
Rand —C隨環(huán)境變因(例如溫度及/或光線)而改變，且 亦可達到不可被預(yù)期。
依據(jù)上述所揭示的內(nèi)容，以下將匯整出至少三種 隨機數(shù)產(chǎn)生的方法。圖1 0繪示為本發(fā)明第 一 種隨機 數(shù)產(chǎn)生方法的流程圖。請參照圖1 0 ，第 一 種隨機數(shù) 產(chǎn)生方法的步驟包括首先，如步驟S 1 0 0 1所述，儲存輸出緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)所造成的噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與環(huán)境變因(例如溫度及/或光線)改變的變頻信號。接著，如步驟S 1 0 0 3所述，利用 一 個取樣時脈而對所述變頻信號進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼。其中，取樣時脈的頻率可以低于或高于變頻信號的頻率。
另外，圖1 1繪示為本發(fā)明第二種隨機數(shù)產(chǎn)生方法的流程圖。請參照圖1 1 ，第二種隨機數(shù)產(chǎn)生方法的步驟包括首先，如步驟S 1 1 0 1所述，儲存輸出緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)所造成的噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的變頻信號。接著，如步驟S 1 1 0 3所述，利用 一 個取樣時脈而對所述變頻信號進行取樣，藉以獲得多組隨機數(shù)碼。其中，取樣時脈的頻率可以低于或高于變頻信號的頻率。
再者，圖l 2繪示為本發(fā)明第三種隨機數(shù)產(chǎn)生方法的流程圖。請參照圖1 2 ,第三種隨機數(shù)產(chǎn)生方法
的步驟包括首先，如步驟S 12 01所述，提供隨環(huán)
境變因(例如溫度及/或光線)改變的變頻信號。接著，
如步驟S 1 2 0 3所述，利用 一 個取樣時脈而對所述變頻信號進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼。其中，取樣時脈的頻率可以低于或高于變頻信號的頻率。
據(jù)此，由于本發(fā)明所提出的隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)生方法所產(chǎn)生的隨機數(shù)碼是不可被預(yù)期的，所
以依據(jù)本發(fā)明的精神，只要是有需要使用到隨機數(shù)碼
來保護數(shù)據(jù)處理的安全性的任一電子裝置，本發(fā)明所
提出的隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法就適用于其
中，且亦屬本發(fā)明所欲主張的范疇的其-
再者，由于現(xiàn)今炙手可熱的智能卡(smart card)
戶萬能提供的功能大致有:持卡人的身份認定如儲存
持卡者的密碼、指紋聲音)、以電子資料方式儲存金
額如電子錢包、儲值卡，以及儲存與處理信息。
因此，為了要提升利用智能卡(smartcard來進行
電子交易的安全性任智能卡皆可將本發(fā)明所提出
的隨機數(shù)產(chǎn)生器及隨機數(shù)產(chǎn)生方法應(yīng)用于苴 z 中，由
此配置有本發(fā)明所提出的隨機數(shù)產(chǎn)生器的智能卡，即
可以不易被有心人士復(fù)制，而此也屬本發(fā)明所欲主張
的范疇的另一種形態(tài)。
綜上所述，為了要使得隨機數(shù)碼不可被預(yù)期， 本
發(fā)明提出 一 種可同時隨時間及環(huán)境變因的隨機數(shù)產(chǎn)生
器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其主要是由通過存儲單元將
輸出緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所產(chǎn)生的噪聲的狀態(tài)儲
存下來，并據(jù)以來產(chǎn)生隨時間變化的噪聲電壓。接著，再通過轉(zhuǎn)換單元來接收并轉(zhuǎn)換存儲單元所輸出的噪聲電壓，藉以來獲得隨環(huán)境變因(例如溫度及/或光線)
38改變的轉(zhuǎn)換電流
之后再通過振蕩單元來接收轉(zhuǎn)換單元所輸出的
轉(zhuǎn)換電流，以來產(chǎn)生變頻信號。最后，再通過取樣單
元來接收振蕩單元所產(chǎn)生的變頻信號，并且利用一個
穩(wěn)定的取樣時脈來對此變頻信號進行取樣，如此即可
獲得多數(shù)組不可被預(yù)期的隨機數(shù)碼
除此之外，本發(fā)明亦提出種僅隨時間或環(huán)境變
因的隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法，皆可達到
所,、r生的隨機數(shù)碼不可被預(yù)期由于本發(fā)明所提出的
隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法可以產(chǎn)生多數(shù)組不
可被預(yù)期的隨機數(shù)碼，所以對于電子交易的安全性則
可大大地提升
雖然本發(fā)明己揭露如上幾個實施例，然并非用
以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明
的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本
發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求范圍所界定的為
準
權(quán)利要求
1. 一種隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，包括一信號產(chǎn)生單元，用以儲存一輸出緩沖器的一輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的一噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與一環(huán)境變因改變的一變頻信號；以及一取樣單元，耦接該信號產(chǎn)生單元，用以接收該變頻信號，并依據(jù)一取樣時脈而對該變頻信號進行取樣，以獲得多組隨機數(shù)碼。
2 .如權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，其中該信號產(chǎn)生單元包括一存儲單元，用以儲存該噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的 一 噪聲電壓；一轉(zhuǎn)換單元，耦接該存儲單元，用以接收并轉(zhuǎn)換該噪聲電壓，以獲得隨該環(huán)境變因改變的 一 轉(zhuǎn)換電流，其中該環(huán)境變因包括溫度及/或光線；以及一振蕩單元，耦接該轉(zhuǎn)換單元，用以接收該轉(zhuǎn)換電流，并據(jù)以產(chǎn)生該變頻信號。
3 .如權(quán)利要求2所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，其中該存儲單元包括第PM0S晶體管，其中該第一 PM0S曰 曰曰體管的基極孝禺接該輸出緩沖器的 一 系統(tǒng)電壓，該第-PM0S曰 曰曰體管的源極耦接該輸出緩沖器的 一 前置驅(qū)動器的一核心系統(tǒng)電壓，而該第一 PM0S晶體管的柵極耦接該輸出緩沖器的輸出驅(qū)動器的 一 輸出系統(tǒng)電壓；電谷，其 一 端耦接該第一 PM0S晶體管的漏極并儲存該噪聲電壓，而另 一 端耦接該輸出緩沖聽 奮的一參考電位以及第電阻，其與該電容并聯(lián)。
4 .如權(quán)利要求3所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，其中該轉(zhuǎn)換單元包括一第一NM0S晶體管，其中該第一 NM0S晶體管的柵極耦接該第一 PM0S晶體管的漏極，而該第一 NM0S晶體管的源極耦接該參考電位；—第二 PM0S晶體管，其中該第二 PM0S晶體管的柵極與漏極耦接該第一 NM0S晶體管的漏極，而該第二PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓；一第三PM0S晶體管，其中該第三PM0S晶體管的柵極耦接該第二 PM0S晶體管的柵極，該第三PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第三PM0S晶體管的漏極用以輸出該轉(zhuǎn)換電流；一電流源，其 一 端耦接該系統(tǒng)電壓；一第二 NM0S晶體管，其中該第二 NM0S晶體管的 柵極與漏極耦接該電流源的另 一 端；一 PNP型雙載子接面晶體管，其中該PNP型雙載 子接面晶體管的射極耦接該第二 NMOS晶體管的源極， 而該PNP型雙載子接面晶體管的基極與集極耦接該參 考電位；第三NMOS晶體管，其中該第三NMOS曰 曰曰體管的柵極孝禺接該第二 NMOS晶體管的柵極，而該第三NMOS曰 曰曰體管的漏極耦接該第一 NMOS晶體管的漏極以及第二電阻，耦接于該第三NMOS晶體管的源極與該#考電位之間。
5.如權(quán)利要求4所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，特征在于，苴 z 、中該振蕩單元包括第四NMOS晶體管，其中該第四NMOS曰 曰曰體管的極與漏極耦接該第三PMOS晶體管的漏極，而該第四NMOS晶體管的源極耦接該參考電位；——■第五NMOS晶體管，其中該第五匪OS晶體管的柵極孝禺接該第四NMOS晶體管的柵極，而該第五NMOS晶體管的源極耦接該參考電位；—第六NMOS晶體管，其中該第六NMOS晶體管的柵極牽禺接該第四NMOS晶體管的柵極，而該第六NMOS晶體管的源極耦接該參考電位；一第七NM0S晶體管，其中該第七NM0S晶體管的 柵極耦接該第四NM0S晶體管的柵極，而該第七NM0S 晶體管的源極耦接該參考電位；一第八NM0S晶體管，其中該第八NM0S晶體管的 源極耦接該第五NM0S晶體管的漏極；一第九NM0S晶體管，其中該第九NM0S晶體管的 源極耦接該第六NM0S晶體管的漏極；一第十NM0S晶體管，其中該第十NM0S晶體管的 源極耦接該第七NM0S晶體管的漏極；—第四PM0S晶體管，其中該第四PM0S晶體管的柵極稱接該第八NM0S晶體管的柵極，該第四PM0S曰 曰曰體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第四PM0S晶體管的漏極孝禺接該第八NM0S晶體管的漏極；~" 第五PM0S晶體管，其中該第五PM0S晶體管的柵極孝禺接該第九NM0S晶體管的柵極與該第四PM0S曰 曰曰體管的漏極，該第五PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第五PM0S晶體管的漏極耦接該第九NM0S曰 曰曰體管的漏極;以及一第六PM0S晶體管，其中該第六PM0S晶體管的柵極孝禺接該第十匪0S晶體管的柵極與該第五PM0S曰 曰曰體管的漏極，該第六PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓而該第六PM0S晶體管的漏極耦接該第十NM0S曰 曰曰體管的漏極與該第四PM0S晶體管的柵極并輸出該變頻信號
6 .如權(quán)利要求5所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，特征在于其中該取樣單元包括多數(shù)個D型正反器，其;中第i個D型正反器的資料輸出端耦接第(i + 1 )個D型正反器的資料輸入端，第l個D型正反器的資料輸、 i山 入順用以接收該變頻信號，該些D型正反器的時脈接收端用以同時接收該取樣時脈，而該些D型正反器的資料輸出端用以輸出該些隨機數(shù)碼，i為正整數(shù)。
7 .如權(quán)利要求6所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，特征在于，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器應(yīng)用于一電子裝置或智能卡。
8 . —種隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，包括:一信號產(chǎn)生單元，用以儲存 一 輸出緩沖器的一輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的一噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的 一 變頻信號；以及一取樣單元，耦接該信號產(chǎn)生單元，用以接收該變頻信號，并依據(jù) 一 取樣時脈而對該變頻信號進行取樣以獲得多組隨機數(shù)碼。
9 .如權(quán)利要求8所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，特征在于，其中該信號產(chǎn)生單元包括一存儲單元，用以儲存該噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的一噪聲電壓；以及振蕩單元，耦接該存儲單元，用以接收該噪聲電壓，并據(jù)以產(chǎn)生該變頻信號。
10..如權(quán)利要求9所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，中該存儲單元包括第一 PM0S晶體管，其中該第一 PM0S曰 曰曰體管的基極耦接該輸出緩沖器的 一 系統(tǒng)電壓，該第-- 13M0S晶體管的源極耦接該輸出緩沖器的 一 前置驅(qū)動器的一核心系統(tǒng)電壓，而該第一 PM0S晶體管的柵極耦接該輸出緩沖班 益的一輸出驅(qū)動器的 一 輸出系統(tǒng)電壓；電容，其 一 端耦接該第一 PM0S晶體管的漏極并儲存該噪聲電壓，而另 一 端耦接該輸出緩沖器的一參考電位以及電阻，其與該電容并聯(lián)。
11.如權(quán)利要求1 o所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器， 其特征在于，其中該振蕩單元包括—第一 NM0S晶體管，其中該第一NM0S晶體管的!冊極華禺接該第一 PM0S晶體管的漏極；~■第二 NM0S晶體管，其中該第二 NM0S曰 曰曰體管的柵極孝禺接該第一 NM0S晶體管的柵極，而該第二二 NM0S臼 曰曰體管的源極耦接該參考電位；一第三NM0S晶體管，其中該第三NM0S晶體管的 柵極耦接該第一 NM0S晶體管的柵極，而該第三NM0S 晶體管的源極耦接該參考電位；一第四NM0S晶體管，其中該第四NM0S晶體管的 源極耦接該第一 NM0S晶體管的漏極；一第五NM0S晶體管，其中該第五NM0S晶體管的 源極耦接該第二 NM0S晶體管的漏極；一第六NM0S晶體管，其中該第六NM0S晶體管的 源極耦接該第三匪0S晶體管的漏極；一第二 PM0S晶體管，其中該第二 PM0S晶體管的 柵極耦接該第四NM0S晶體管的柵極，該第二 PM0S晶 體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第二 PM0S晶體管的 漏極耦接該第四NM0S晶體管的漏極；一第三PM0S晶體管，其中該第三PM0S晶體管的柵極孝禺接該第五NM0S晶體管的柵極與該第二 PM0S曰 曰曰體管的漏極，該第三PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓而該第三PM0S晶體管的漏極耦接該第五NM0S曰 曰曰體管的漏極;以及第四PM0S晶體管，其中該第四PM0S晶體管的柵極牽禺接該第六NM0S晶體管的柵極與該第三PM0S曰 曰曰體管的漏極，該第四PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第四PM0S晶體管的漏極耦接該第六NM0S曰 曰曰體管的漏極與該第二 PM0S晶體管的柵極并輸出該變頻 信號。
12 如權(quán)利要求1 1所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，其中該取樣單元包括多數(shù)個D型正反器， 其中第個D型正反器的資料輸出端耦接第(i+l )個D型正反器的資料輸入端，第l個D型正反器的資料輸入上山 順用以接收該變頻信號，該些D型正反器的時脈接收丄山 順用以同時接收該取樣時脈，而該些D型正反器的資料輸出端用以輸出該些隨機數(shù)碼，i為正整數(shù)。
13.如權(quán)利要求1 2所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器應(yīng)用于一電子裝置或一智能卡
14. 一種隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，包括信號產(chǎn)生單元，用以產(chǎn)生隨一環(huán)境變因改變的變頻信號；以及一取樣單元，耦接該信號產(chǎn)生單元，用以接收該變頻信號，并依據(jù) 一 取樣時脈而對該變頻信號進行取樣以獲得多組隨機數(shù)碼。
15.如權(quán)利要求1 4所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于'其中該信號產(chǎn)生單元包括電流產(chǎn)生單元，用以產(chǎn)生隨該環(huán)境變因改變的考振蕩電流，其中該環(huán)境變因包括溫度及/或光線；以及一振蕩單元，耦接該電流產(chǎn)生單元，用以接收該 參考振蕩電流，并據(jù)以產(chǎn)生該變頻信號。
16 .如權(quán)利要求15所述的具有儲存噪聲的隨 機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于，其中該電流產(chǎn)生單元包括一第一 PM0S晶體管，其中該第一 PM0S晶體管的 源極耦接該輸出緩沖器的 一 系統(tǒng)電壓；一第二 PM0S晶體管，其中該第二 PM0S晶體管的 柵極耦接該第一 PM0S晶體管的柵極與漏極，該第二 PMOS晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第一 PMOS晶 體管的漏極用以輸出該參考振蕩電流；一電流源，其 一 端耦接該系統(tǒng)電壓；一第一 NMOS晶體管，其中該第一 NMOS晶體管的 柵極與漏極耦接該電流源的另 一 端；一 PNP型雙載子接面晶體管，其中該PNP型雙載 子接面晶體管的射極耦接該第一 NMOS晶體管的源極， 而該PNP型雙載子接面晶體管的基極與集極耦接 一 參 考電位；一第二 NMOS晶體管，其中該第二 NMOS晶體管的 柵極耦接該第一 NMOS晶體管的柵極，而該第二 NMOS 晶體管的漏極耦接該第一 PMOS晶體管的漏極；以及一電阻，耦接于該第二 NMOS晶體管的源極與該參 考電位之間。
17 .如權(quán)利要求1 6所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特 征在于，其中該振蕩單元包括一第三NMOS晶體管，其中該第三NMOS晶體管的 柵極與漏極耦接該第二 PMOS晶體管的漏極，而該第三 NMOS晶體管的源極耦接該參考電位；一第四NMOS晶體管，其中該第四 柵極耦接該第三NMOS晶體管的柵極， 晶體管的源極耦接該參考電位；一第五NMOS晶體管，其中該第五 柵極耦接該第三匪OS晶體管的柵極， 晶體管的源極耦接該參考電位；NMOS晶體管的 而該第四 NMOSNMOS晶體管的 而該第五 NMOS曰 曰曰一第六NMOS晶體管，其中該第 極耦接該第三NMOS晶體管的柵極 體管的源極耦接該參考電位；源源—-第七NMOS晶體管，其中該第極孝禺接該第四NMOS晶體管的漏極第八NMOS晶體管，其中該第極親接該第五NMOS晶體管的漏極第九NMOS晶體管，其中該第極孝禺接該第六NMOS晶體管的漏極六NMOS晶體管的 ，而該第六 NMOS七NMOS晶體管的八NMOS晶體管的九NMOS晶體管的一第三PM0S晶體管，其中該第三PM0S晶體管的 柵極耦接該第七NM0S晶體管的柵極，該第三PM0S晶 體管的源極耦接該系統(tǒng)電壓，而該第三PM0S晶體管的 漏極耦接該第七NM0S晶體管的漏極；一第四PM0S晶體管，其中該第四PM0S晶體管的 柵極耦接該第八NM0S晶體管的柵極與該第三PM0S晶 體管的漏極，該第四PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電 壓，而該第四PM0S晶體管的漏極耦接該第八NM0S晶 體管的漏極；以及一第五PM0S晶體管，其中該第五PM0S晶體管的 柵極耦接該第九NM0S晶體管的柵極與該第四PM0S晶 體管的漏極，該第五PM0S晶體管的源極耦接該系統(tǒng)電 壓，而該第五PM0S晶體管的漏極耦接該第九NM0S晶 體管的漏極與該第三PM0S晶體管的柵極并輸出該變頻 信號。
18 .如權(quán)利要求1 7所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特 征在于，其中該取樣單元包括多數(shù)個D型正反器，其 中第i個D型正反器的資料輸出端耦接第(i+l )個D 型正反器的資料輸入端，第l個D型正反器的資料輸 入端用以接收該變頻信號，該些D型正反器的時脈接 收端用以同時接收該取樣時脈，而該些D型正反器的 資料輸出端用以輸出該些隨機數(shù)碼，i為正整數(shù)。
19 .如權(quán)利要求1 4所述的隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特 征在于，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器應(yīng)用于一電子裝置或一 智能卡。
20. —種隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其特征在于，包括下 列步驟儲存一輸出緩沖器的一輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)所造成的一 噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與 一 環(huán)境變因改變的 一變頻信號；以及利用 一 取樣時脈而對該變頻信號進行取樣，以獲 得多組隨機數(shù)碼。
21 .如權(quán)利要求2 0所述的隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其 特征在于，其中該環(huán)境變因包括溫度及光線。
22 . —種隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其特征在于，包括下 列步驟儲存一輸出緩沖器的一輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)所造成的一 噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間改變的 一 變頻信號； 以及利用 一 取樣時脈而對該變頻信號進行取樣，以獲 得多組隨機數(shù)碼。
23. —種隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其特征在于，包括下 列步驟提供隨一環(huán)境變因改變的一變頻信號；以及 利用 一 取樣時脈而對該變頻信號進行取樣，以獲 得多組隨機數(shù)碼。
24.如權(quán)利要求2 3所述的隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其 特征在于，其中該環(huán)境變因包括溫度及光線。
全文摘要
一種隨機數(shù)產(chǎn)生器及其隨機數(shù)產(chǎn)生方法，其包括信號產(chǎn)生單元與取樣單元。其中，信號產(chǎn)生單元用以儲存輸出緩沖器的輸出信號轉(zhuǎn)態(tài)時所造成的噪聲的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生隨時間與環(huán)境變因改變的變頻信號。取樣單元耦接信號產(chǎn)生單元，用以接收所述變頻信號，并依據(jù)一個取樣時脈而對所述變頻信號進行取樣，以獲得多組不可被預(yù)期的隨機數(shù)碼。
文檔編號G06F7/58GK101464789SQ20071030019
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者劉育嘉, 林諭棟 申請人:群聯(lián)電子股份有限公司