低功耗随机数后处理部件设计

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1、浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝洹太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：诵奇舂锍签字日期：矽f厂年多月／笋日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝江太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播

2、，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：切奇／良危乏导师签名：j：签字目期：工D肜年乡月／午日签字目期：)‘)f吖年3月7日浙江大学硕士学位论文致谢时间犹如白驹过隙，一晃已临近尾声。回首过去，距离2011年9月第一次踏入超大规模集成电路设计所已经两年有余。在这两年多的时间里，我在研究所不仅学习到了知识，项目经验，更有的是为人处事的方法，以及做人的道理。展望未来，我想这一段研究生学>--3生涯将会是我以后毕业工作后的宝贵经验，即将毕业，我特别想在这里感谢我的研究生导师、和我一起共事的同学和关心帮助我的人。首先，我

3、要谢谢沈海斌老师，十分地感谢这两年多来他在学习、科研乃至生活中给我的帮助教导。沈老师渊博的学识对我印象特别的深刻。还有生活中的道理，为人处事，以及人生态度，这些我都将一一记住。其次，谢谢研究所的其他好多的老师在我学习中、工作中对我的耐心帮助，特别感激浙江大学电气学院超大所给我提供的如此舒适的环境。另外，非常感谢实验室的解志超、陶永任、陈曦、杨海、卞桂龙、张伟林等同学，蒋旭、庞博、马力、牛涛、沈俊等我们组的嫡系师兄以及李碧琛、应攀、陈超、刘健、张阿飞、沙一峰、陶钧、李惠民、龙彦辰等师兄师姐在学习和工作上给予我的最大帮助和关心。润物细无声，这是我对父母的评价。所以在此我要感谢我的父母、

4、我的家人在我的生活上给予我的无微不至的关怀和帮助，还有在工作中和学习上给予的理解，感谢父母亲二十多年来对我含辛茹苦的培养。在浙江大学玉泉校区度过的这段时光必然会是我人生轨迹中一道亮丽的风光。谢表铭2014年1月浙江大学硕士学位论文摘要随着这几年计算机技术和信息通信技术的迅猛发展，信息在传递、处理、存储过程中存在的安全问题引起了人们普遍的关注。信息安全领域里面，其中最为核心最迫切需要解决的问题就是如何制作高质量高安全性的随机数发生器(RNG：RandomNumberGenerator)芯片，以及如何设计更加安全的随机数后处理单元来加强产生的随机数序列的真随机性。由于计算机通过本身软件

5、算法产生的随机数并非是真正的随机序列，很容易被破解，所以也只能称之为伪随机序列。而若要产生真正的随机序列，则必须通过硬件的方法来实现。但是目前的随机数后处理单元还存在着一些问题，比如功耗问题、数据处理效率低等问题，低功耗的、高效的后处理设计也逐步的出现在芯片的设计考虑中。基于SMIC65nmLogic工艺设计，本文在传统的随机数后处理方法中引入了新的设计单元，提出了一种将新型的随机数后处理单元结合低功耗设计的思想，从而能够解决上述提到的问题。该设计方法在功耗方面可以大大的减少对于电源的要求，采用极低的工作电压工作，对于移动设备，能够大大的延长电池寿命。同时，新型的随机数后处理单元能

6、够同时处理多路的随机源输出序列，极大的提高了处理效率，减少了随机源序列的数据缺失，从而保证足够的输出速率。在硬件实现阶段，虽然低电压工作能够极大的降低功耗，但是也应该充分考虑到极低电压工作下的各个标准单元的延时问题。在实验仿真阶段，首先分析各个标准单元的延时参数，另外特殊器件如触发器的建立时间保持时间等参数，最后再给出了极低电压下工作的数字标准单元电路结构并且与传统的结构进行对比。文章最后采用Synopsys的H-spice软件对整体的电路结构进行仿真测试，由于单单后处理单元不能够体现出随机序列的随机性，所以加入了随机源作为后处理单元的输入序列，最终以是否加后处理单元来进行输出序列

7、的对比，从而验证该新型后处理单元的高效性。另外的功耗验证也进行了适当的对比，由于电路工作在亚阈值区域，所以电流下降了几个数量级。所以得出的结论是在浙江大学硕士学位论文不需要高速度的应用场合下，该工作在极低电压下的新型随机数后处理单元能够很好的降低系统功耗并且提高对随机源序列的处理效率。关键词：随机数；后处理；低功耗；极低电压；硬件实现；信息安全；浙江大学硕士学位论文AbstractRecently，withthefastdevelopmentofcomputersci