Custom design of a fully digital true random number generator in 65-nm CMOS technology
65-nm CMOS teknolojisinde tamamen dijital bir gerçek rastgele sayı üreticisinin özel tasarımı
- Tez No: 688472
- Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR ÇİLİNGİROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Rastgele sayı üreticisi (RNG), çok çeşitli uygulamalar için temel bir bileşendir. Uzun yıllardır kullanılan bu yapılar günden güne geliştirilmektedir. Özellikle dijital dünyanın hakim olduğu günümüzde, bilgisayar ve akıllı cihazlarda olmazsa olmaz yapılardan biridir. Birçok tasarım uygulamaları, oyunlar, simülasyon programları, şifre oluşturan programlar, korumalı iletişim protokolleri, bir RNG'ye ihtiyaç duyar. RNG'ler genellikle iki farklı kategoride incelenir. İlk tip olan sözde-RNG (PRNG), sıklıkla yazılım tabanlı oluşturup deterministik bir algoritmayla çalışır. Kolay bir şekilde tasarlanabilip mükemmel istatistiksel özelliklerde rastgele sayılar üretebildiği için güvenlik gereksinimi gerektirmeyen uygulamalarda tercih edilir. İkinci tip olan gerçek rastgele sayı üreticisi (TRNG) ise sıklıkla kriptografik uygulamalar için kullanır. TRNG'de aranan en önemli özelliklerden birisi, tahmin edilemeyen gerçek bir rastegele sayı dizisi üretmesidir. Bu yüzden, deterministik olmayan doğal bir kaynağa ihtiyaç duyar. TRNG'ler bu ihtiyacı karşılamak için fiziksel olguları kullanan bir entropi kaynağı kullanır. Bu çalışmada 65-nm CMOS teknolojisi kullanılarak özel bir TRNG tasarımı sunulur. Bu tasarım metastabilite tabanlı olup, dinamik bir komparatör topolojisine sahip bir yapıya dijital bloklar eklenerek oluşturulur. Tasarımın amacı olabildiğince küçük bir alanda yüksek bir entropi değerine, düşük güç tüketimine ve yüksek çıktı verimine sahip bir devre oluşturmaktır. Tasarlanan devrenin farklı koşullarda çalışabilmesini sağlamak için farklı teknoloji-gerilim-sıcaklık (PVT) köşelerinde simülasyonlar ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The random number generator (RNG) is an essential component for a wide range of applications. These structures, which have been used for many years, are being developed day by day. It is one of the indispensable structures in computers and smart devices, especially in today's digital world. Many design applications, games, simulation programs, password generator programs, protected communication protocols need an RNG. RNGs are generally investigated in two different categories. The first type, pseudo-random number generator (PRNG), is often software-based and works with a deterministic algorithm. It is preferred in applications that do not require security because it can be designed easily and generate random numbers with excellent statistical properties. The second type, true random number generator (TRNG), is often used for cryptographic applications. One of the most important features to look for in the TRNG is that it produces a truly unpredictable random number sequence. Therefore, it needs a non-deterministic natural source. TRNGs use an entropy source that uses physical phenomena to meet this requirement. In this study, a custom TRNG design is presented using 65-nm CMOS technology. This design is based on metastability and is created by adding digital blocks to a structure with a dynamic comparator topology. The aim of the design is to create a circuit with a high entropy value, low power consumption, and high throughput in a small footprint as possible. It has been validated with simulations at different technology-voltage-temperature (PVT) corners to ensure that the designed circuit can operate in different conditions.
Benzer Tezler
- Studies on the design of robust and fully-digital random number generators
Tamamen sayısal güvenli rastgele sayı üreteci tasarımı üzerine çalışmalar
BURAK ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. TUFAN COŞKUN KARALAR
- Otomatik vezne makinaları (ATMs) ve uygulamaları
Autamated teller machines (ATMs) and applications
A. C. BANU ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
BankacılıkMarmara ÜniversitesiBankacılık Ekonomisi ve İşletmeciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE DOĞRUER
- VLSI implementation of a microprocessor compatible 128-bit programmable correlator
Başlık çevirisi yok
İSMAİL ENİS UNGAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiPROF. DR. ABDULLAH ATALAR
- Bridging knowledge across architectural heritage and digital fabrication technologies
Mimari miras ile dijital fabrikasyon teknolojileri arasında bilgi köprüsü kurmak
BEGÜM HAMZAOĞLU
Doktora
İngilizce
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Design and testing of a microprocessor compatible 128-bit correlator chip
Başlık çevirisi yok
SATILMIŞ TOPÇU
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiDOÇ. DR. ABDULLAH ATALAR