Thực hiện mạch tạo số giả ngẫu nhiên PRNG trên công nghệ Skywater 130nm

Bài viết "Thực hiện mạch tạo số giả ngẫu nhiên PRNG trên công nghệ Skywater 130nm" hướng đến xây dựng mạch tạo số ngẫu nhiên trên công nghệ Google SkyWater 130nm (SKY130). Đây là công cụ thiết kế vi mạch mã nguồn mở và miễn phí. Quá trình thực hiện mạch bao gồm toàn bộ quy trình thiết kế vi mạch số, từ hình thành ý tưởng và RTL đến khi xuất ra tập tin layout. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thực hiện mạch tạo số giả ngẫu nhiên PRNG trên công nghệ Skywater 130nm Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) Thực hiện mạch tạo số giả ngẫu nhiên PRNG trên công nghệ Skywater 130nm Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Lê Đức Hùng(*) Khoa Điện tử Viễn Thông, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên TPHCM (*) Email: ldhung@hcmus.edu.vn Abstract— Trong bài báo này, mạch tạo số giả ngẫu Kit) SkyWater130. Đây một bộ công cụ mô tả quy nhiên PRNG được thiết kế và thực hiện trên công nghệ trình chế tạo 130nm (SKY130) được sử dụng trong nhà Google SkyWater 130nm. Mạch là sự kết hợp giữa ba thành phần: mạch tạo số giả ngẫu nhiên (PRNG), khối máy chế tạo của hãng SkyWater. mã hóa (AES-128), và khối hàm băm (SHA-256). Đầu PDK SKY130 sử dụng quy trình OpenLane. Đây là vào mạch gồm một số 64-bit làm mẫu cho lần chạy đầu một quy trình tự động từ RTL đến GDSII dựa trên một tiên và một khóa (key) 128-bit. Đầu ra của mạch là số số công cụ bao gồm OpenRoad, Yosys, Magic, NetGen ngẫu nhiên 128-bit. Vì mạch tạo số ngẫu nhiên kết hợp với các khối mã hóa như AES-128 và SHA-256 nên độ tin và các tập lệnh tùy chỉnh để khám phá và tối ưu hóa cậy của mạch tạo số ngẫu nhiên rất cao, và việc dự đoán thiết kế. ngược số ngẫu nhiên sẽ mất nhiều thời gian hơn. Mạch tạo số ngẫu nhiên PRNG đề xuất được mô phỏng trên B. Quy trình thiết kế của OpenLane Modelsim, sau đó áp dụng quy trình mã nguồn mở OpenLane, và thư viện Skywater 130nm để tạo ASIC. Keywords-số giả ngẫu nhiên, PRNG, AES-128, SHA-256, OpenLane, Skywater 130nm. I. GIỚI THIỆU Bộ tạo số giả ngẫu nhiên (Random Number Generator - RNG) được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như khoa học, nghệ thuật, thống kê, mật mã, chơi game, đánh bạc và các lĩnh vực khác. Đặc biệt trong thời đại công nghệ phát triển như hiện nay, việc bảo mật và an toàn thông tin là điều vô cùng quan trọng. RNG là một thành phần quan trọng để tăng cường và đảm bảo tính bảo mật của thông tin liên lạc điện tử. Bài báo cáo này muốn hướng đến xây dựng mạch tạo số Hình 1. Quy trình thiết kế OpenLane [Nguồn: Github OpenLane]. ngẫu nhiên trên công nghệ Google SkyWater 130nm (SKY130). Đây là công cụ thiết kế vi mạch mã nguồn OpenLane là một bộ công cụ tự động để biến thiết mở và miễn phí. Quá trình thực hiện mạch bao gồm toàn bộ quy trình thiết kế vi mạch số, từ hình thành ý kế kỹ thuật số thành các tập tin cần thiết để tạo ASIC. tưởng và RTL đến khi xuất ra tập tin layout. OpenLane được thực hiện một cách tự động hóa nhưng nó cần được cấu hình chính xác khi sử dụng. Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: Theo mặc định, tất cả các bước trong quy trình phải Phần II giới thiệu tổng quan công nghệ Google được chạy theo trình tự. Quy trình này được thể hiện SkyWater 130nm. Phần III trình bày kiến trúc và thiết cụ thể qua Hình 1, gồm các bước như sau: kế mạch tạo số ngẫu nhiên. Phần IV trình bày kết quả  Tổng hợp mạch (RTL Synthesis): dùng công cụ thực hiện. Sau đó, bài báo được kết luận trong Phần V. Yosys  Phân tích thời gian tĩnh (STA): dùng công cụ II. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GOOGLE SKYWATER 130NM OpenSTA  Thiết kế cho kiểm tra (DFT): công cụ Fault A. Giới thiệu công nghệ Google SkyWater 130nm  Back-end: công cụ OpenROAD, gồm Vào tháng 6 năm 2020, Google hợp tác với Floorplanning, Placement, Xlock Tree Synthesis – CTS, Routing SkyWater Technology đã ra mắt PDK (Process DesignISBN 978-604-80-7468-5 364 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022)  Kiểm tra tương đương logic (LEC) Stand ...