基于隧穿磁阻磁强计的软物理不可克隆函数设计

作     者：李翔宇 刘冬生 汪鹏君 李乐薇 张跃军 LI Xiangyu;LIU Dongsheng;WANG Pengjun;LI Lewei;ZHANG Yuejun

作者机构：华中科技大学集成电路学院武汉710061 温州大学电气与电子工程学院温州325035 宁波大学信息科学与工程学院宁波315211 

基　　金：国家自然科学基金(62174121,62234008,62134002,62001257) 宁波市公益基金(2021S066) 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第9期

页      码：3184-3192页

摘      要：隧穿磁阻(TMR)传感器相比于其他类型磁阻传感器功耗更低、灵敏度更高、可靠性更好,在军事和民用等领域有着广阔的应用前景。该文针对TMR传感器的微弱信号检测和安全防护等问题,提出一种高精度TMR传感器读取专用集成电路(ASIC)和提取传感器物理不可克隆函数(PUF)特性的设计方案。该方案通过设计前端低噪声仪表放大器和高精度模数转换器,并结合斩波技术和纹波抑制技术,实现高精度信号读取和模数转换;利用具备数字输出功能的TMR磁强计比较不同传感器零位偏差,采用多位随机平衡算法完成TMR磁强计的软PUF设计,可产生128 bit PUF响应。TMR传感器读取ASIC利用上海华虹0.35μm CMOS工艺完成流片,并测试磁强计功能和TMR-PUF性能。实验结果表明,在5V电源电压下,TMR磁强计系统功耗约10 mW,噪底可达–140 dBV,3次谐波失真–107 dB;TMR-PUF的唯一性达到47.8%,稳定性为97.85%,与相关文献比较性能优异。

主 题 词：隧穿磁阻传感器 物理不可克隆函数 读取电路 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11999/JEIT230365

馆 藏 号：203124066...