2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩13頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、量子通信中高速并行 真隨機數(shù)發(fā)生器設(shè)計,核探測與核電子學(xué)國家重點實驗室中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系報告人:王鑫喆,內(nèi)容摘要,◎背景介紹◎設(shè)計原理◎設(shè)計方案◎仿真與流片◎總結(jié)與展望,背景介紹——隨機數(shù)的應(yīng)用,隨機數(shù)廣泛應(yīng)用于信息安全、模擬分析、博彩娛樂等領(lǐng)域隨機數(shù)分類:◎偽隨機數(shù):通過一定的算法計算得到,只在一定周期內(nèi)具有隨機性◎真隨機數(shù):通過隨機的物理過程得到,具有不確定性和不可預(yù)測性通常情

2、況下,偽隨機數(shù)即能滿足大多數(shù)應(yīng)用需求,但在量子通信中為了保證通信的安全性,需要使用大量真隨機數(shù)序列,背景介紹——量子通信對于隨機數(shù)的應(yīng)用需求,量子通信中量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)采用BB84協(xié)議由于受通信協(xié)議和收發(fā)硬件條件限制,需要高數(shù)據(jù)率的真隨機數(shù)發(fā)生器保證成碼率,同時要求發(fā)生器體積足夠小以保證系統(tǒng)集成度。,背景介紹——量子通信對于隨機數(shù)的應(yīng)用要求,商用TRNG芯片現(xiàn)狀:ID Quantique公司QUANTIS芯片:

3、4Mbps北京宏思電子WNG-5系列芯片:2Mbps商用芯片無法滿足QKD系統(tǒng)百兆量級的數(shù)據(jù)率要求設(shè)計目標:利用專用集成電路技術(shù)設(shè)計一款高數(shù)據(jù)率(200Mbps以上)、高集成度的真隨機數(shù)發(fā)生器芯片,設(shè)計原理,常見的真隨機數(shù)發(fā)生器原理有:噪聲放大、亞穩(wěn)態(tài)、混沌電路、數(shù)字電路中的時鐘抖動等基于高數(shù)據(jù)率和結(jié)構(gòu)簡單的需求,我們選擇數(shù)字電路中的時鐘抖動作為物理熵源,即:使用低頻時鐘對高頻時鐘進行采樣。,設(shè)計原理——熵源電路的改進,熵

4、源電路原始方案: 熵源電路改進方案:綜合考慮性能要求和芯片面積,確定單路真隨機數(shù)輸出的熵源由256路振蕩環(huán)組成,經(jīng)dff+xor網(wǎng)絡(luò)得到隨機數(shù)原始數(shù)據(jù),設(shè)計方案,10路并行真隨機數(shù)通道,每路256路振蕩環(huán)作為熵源,可通過4線SPI配置使能控制起振振蕩環(huán)數(shù)目,輸出接后處理電路,加入bypass功能,允許輸出原始數(shù)據(jù)。,,設(shè)計方案——后處理結(jié)構(gòu),在各路輸出后面加入不同的后處理結(jié)構(gòu),比較各種后處理結(jié)

5、構(gòu)的性能,為未來的流片提供參考。同時加入bypass功能,允許直接輸出原始數(shù)據(jù)。后處理方案1:LFSR結(jié)構(gòu),,設(shè)計方案——后處理結(jié)構(gòu),方案2:自反饋+PRBS結(jié)構(gòu)方案3:雙PRBS stop&go結(jié)構(gòu),,,仿真與流片,真隨機數(shù)發(fā)生器芯片TRNG2014根據(jù)IO模式可分為TRNG2014CML和TRNG2014LVDS兩個版本,layout版圖如下圖所示由于設(shè)計中大量自由振蕩的振蕩環(huán)帶來巨大的計算量,

6、無法對整體設(shè)計進行長程的后仿真。而是對芯片的各部分分模塊進行了200MHz采樣時鐘條件下的后仿真,結(jié)果均符合設(shè)計預(yù)期。,仿真與流片,TRNG2014芯片流片工藝采用SMIC公司130nm工藝MPW流片,封裝分為QFN48和PCB bonding兩種方案,下圖依次是芯片裸片顯微照片和封裝效果圖,總結(jié)與展望,◎本次流片測試最高數(shù)據(jù)率可達850Mbps,進一步的性能測試還在進行中;◎本次流片基本驗證了設(shè)計方案的可行性,將根據(jù)最終的測試結(jié)果對

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論