(57)【要約】【課題】  実フィールドに近いノイズ環境を実現可能な可変型ランダムノイズ発生装置を提供する。【解決手段】  ノイズデータ制御部１１は複数のノイズ制御信号を出力し、ノイズ設定部１２内部のノイズ成分の周期及び振幅の値をそれぞれ個別に制御する。ノイズ設定部１２は複数のノイズ成分の周期及び振幅の値をクロック変動算出部１３へ出力する。クロック変動算出部１３は入力された複数のノイズ成分の周期及び振幅の値についてノイズ成分のクロック幅変動を算出して複数のノイズのクロック幅変動データを出力する。合成部１４は入力された複数のノイズのクロック幅変動データを合成し、その合成したクロック幅変動データを出力する。制御電圧設定部１６は発信器特性データ記憶部１５からの発信器の特性データと合成したクロック幅変動データとからディジタル制御電圧を制御する。【選択図】      図１                                                  
2005318136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムノイズを発生する可変型ランダムノイズ発生装置であって、
複数のノイズ成分を含んだクロック信号を予め設定された振幅及び周期で出力する出力手段を有することを特徴とする可変型ランダムノイズ発生装置。
【請求項２】
前記出力手段は、前記ノイズ成分の振幅及び周期を予め設定された値に変化させることを特徴とする請求項１記載の可変型ランダムノイズ発生装置。
【請求項３】
電圧制御発信器から出力されるクロック信号を基にランダムノイズを発生する可変型ランダムノイズ発生装置であって、
予め設定された複数のノイズ成分の周期及び振幅を保持する保持手段と、前記保持手段に設定された複数のノイズ成分を合成する合成手段と、前記合成手段にて合成されたノイズ成分を前記クロック信号に付加するように制御する制御手段とを含むランダムノイズ発生回路を有することを特徴とする可変型ランダムノイズ発生装置。
【請求項４】
前記ランダムノイズ発生回路は、前記保持手段に設定された複数のノイズ成分の周期及び振幅の値を変化させて、前記クロック信号に付加する複数のノイズ成分の周波数成分及び振幅成分が変化させることを特徴とする請求項３記載の可変型ランダムノイズ発生装置。
【請求項５】
前記保持手段に設定された複数のノイズ成分の周期及び振幅の値から前記ノイズのクロック幅変動を算出するクロック幅算出手段を含み、
前記合成手段は、前記クロック幅算出手段からのクロック変動幅を制御時間毎に加算して合成したクロック幅変動を算出することを特徴とする請求項３または請求項４記載の可変型ランダムノイズ発生装置。
【請求項６】
前記電圧制御発信器から出力されるクロック幅の特性データを記憶する記憶手段を含み、
前記制御手段は、前記特性データから前記電圧制御発信器から出力されるクロック幅を判断し、前記合成したクロック幅変動を実現するためのディジタル制御電圧を出力することことを特徴とする請求項５記載の可変型ランダムノイズ発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変型ランダムノイズ発生装置に関し、特にランダムノイズを発生するランダムノイズ発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のランダムノイズは、特定用途、例えば音声や画像の符号化処理、あるいは暗号化処理等に用いられており、その発生方法としては、アナログ方式やディジタル方式等の様々な方法が提案されている。
【０００３】
上記のランダムノイズ発生方法としては、アドレス指定可能な波形メモリに固定データを入力しておき、そのデータにしたがってランダムノイズを出力する方法（例えば、特許文献１参照）やリング発振器構造で構成される複数の低電流差動増幅器を利用した方法（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１４３８３号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のランダムノイズ発生方法では、例えば特許文献１に記載の方法の場合、設定された波形データについてノイズ成分の周期及び振幅がどのように設定されているかが判断しにくいため、特定のノイズ成分のみ、周期や振幅を変更することが困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、実フィールドに近いノイズ環境を実現することができる可変型ランダムノイズ発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による可変型ランダムノイズ発生装置は、ランダムノイズを発生する可変型ランダムノイズ発生装置であって、
複数のノイズ成分を含んだクロック信号を予め設定された振幅及び周期で出力する出力手段を備えている。
【０００８】
本発明による他の可変型ランダムノイズ発生装置は、電圧制御発信器から出力されるクロック信号を基にランダムノイズを発生する可変型ランダムノイズ発生装置であって、
予め設定された複数のノイズ成分の周期及び振幅を保持する保持手段と、前記保持手段に設定された複数のノイズ成分を合成する合成手段と、前記合成手段にて合成されたノイズ成分を前記クロック信号に付加するように制御する制御手段とを含むランダムノイズ発生回路を備えている。
【０００９】
すなわち、本発明の可変型ランダムノイズ発生装置は、複数の周波数成分と振幅成分とを含みかつ周波数成分と振幅成分とが変化するノイズ信号を発生可能としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の可変型ランダムノイズ発生装置では、電圧制御発信器から出力されるクロック信号をランダムノイズ発生回路にて制御し、ランダムノイズ発生回路がノイズ成分の周期と振幅とを複数設定可能とし、設定された複数のノイズ成分を合成したノイズ成分をクロック信号に付加するように制御している。
【００１１】
本発明の可変型ランダムノイズ発生装置では、上記のように、ランダムノイズ発生回路にて、設定された複数のノイズ成分の周期及び振幅の値を変化させることで、クロック信号に付加された複数のノイズ成分の周波数成分と振幅成分とを変化させている。
【００１２】
実フィールドでは複数の周波数成分を含んだノイズ成分が存在し、またそのノイズ成分が温度、使用環境、負荷等の要因にて変化する。本発明の可変型ランダムノイズ発生装置では、ユーザによって設定された複数の振幅と周期とを変動させることが可能であり、その各々のノイズ成分を合成したクロック信号を出力することが可能であるため、周期と振幅とが変化するクロック信号が出力可能となり、実フィールドに近いノイズ環境が実現可能となる。
【００１３】
従来のノイズ発生器では、振幅と周期とを変更するために、手動で設定を行う必要があるが、本発明の可変型ランダムノイズ発生装置では、上記のように、ユーザによって設定された複数の振幅と周期とを変動させることが可能であり、その各々のノイズ成分を合成したクロック信号を出力することが可能であるため、周期と振幅とが変化するクロック信号が出力可能となり、出力ノイズの振幅及び周期の変更を手動で行わなくてよく、ノイズ付加試験の手動での設定時間が短縮可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、実フィールドに近いノイズ環境を実現することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による可変型ランダムノイズ発生装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による可変型ランダムノイズ発生装置はディジタル制御電圧を出力するランダムノイズ発生回路１と、ディジタル制御電圧をアナログ制御電圧に変換するＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）コンバータ２と、入力されたアナログ電圧に対応する周波数のクロック信号を出力する電圧制御発信器３とから構成されている。
【００１６】
ランダムノイズ発生回路１は複数のノイズ制御信号を出力しかつノイズ設定部１２内部に複数有しているノイズ成分の周期及び振幅の値をそれぞれ個別に制御するノイズデータ制御部１１と、複数のノイズ成分の周期及び振幅の値を有しかつそれらの値をクロック変動算出部１３へ出力するノイズ設定部１２と、入力された複数のノイズ成分の周期及び振幅の値についてノイズ成分のクロック幅変動を算出して複数のノイズのクロック幅変動データを出力するクロック変動算出部１３と、入力された複数のノイズのクロック幅変動データを合成してその合成したクロック幅変動データを出力する合成部（ノイズ＃１〜ノイズ＃ｎ）１４と、発信器の特性データを出力する発信器特性データ記憶部１５と、入力された発信器の特性データと合成したクロック幅変動データとからディジタル制御電圧を制御する制御電圧設定部１６とから構成されている。
【００１７】
尚、ノイズ設定部１２には複数のノイズ成分の周期及び振幅が設定するために、ノイズ＃１設定部１２１、ノイズ＃２設定部１２２、・・・、ノイズ＃ｎ設定部１２ｎを備えている。同様に、クロック変動算出部１３もノイズ＃１クロック幅変動算出部１３１、ノイズ＃２クロック幅変動算出部１３２、・・・、ノイズ＃ｎクロック幅変動算出部１３ｎを備えている。
【００１８】
図２は本発明の一実施例によるノイズ成分の周期及び振幅からクロック幅の変動を算出する例を示す図であり、図３は本発明の一実施例によるノイズ＃１〜＃３のクロック幅変動の合成例を示す図であり、図４は本発明の一実施例によるディジタル制御電圧値の時間変化を示す図である。これら図１〜図４を参照して本発明の一実施例による可変型ランダムノイズ発生装置の動作について説明する。
【００１９】
ランダムノイズ発生回路１はディジタル制御電圧を出力し、そのディジタル制御電圧はＤ／Ａコンバータ２によってアナログ制御電圧に変換され、電圧制御発信器３はＤ／Ａコンバータ２から入力されるアナログ制御電圧に対応した周波数のクロック信号を出力する。これによって、ランダムノイズ発生回路１は電圧制御発信器３から出力されるクロック信号を制御することが可能となる。
【００２０】
次に、ディジタル電圧をランダムノイズ発生回路１にて制御することで、電圧制御発信器３から出力されるクロック信号に複数の周波数成分と振幅成分とを含み、かつ周波数成分と振幅成分とが変化するノイズ信号を付加させる方法について説明する。図１では、ノイズ設定部１２とクロック変動算出部１３とにノイズ＃１、ノイズ＃２、・・・、ノイズ＃ｎと記載しているが、各ノイズ毎の動作は同じであるため、以下、ノイズ＃ｎについてのみ説明する。尚、ノイズ＃１、ノイズ＃２、・・・、ノイズ＃ｎはそれぞれ周期及び振幅の値が異なる。
【００２１】
ノイズ＃ｎ設定部１２ｎの周期＃ｎ及び振幅＃ｎは、ノイズデータ制御部１１から出力されるノイズ＃ｎ制御信号によって決定する。ノイズ＃ｎ設定部１２ｎは周期＃ｎと振幅＃ｎとをノイズ＃ｎクロック幅算出部１３ｎへ出力する。ノイズ＃ｎクロック幅算出部１３ｎは入力された周期＃ｎと振幅＃ｎとからノイズ＃ｎのクロック幅変動を算出する。
【００２２】
次に、クロック幅の算出方法について説明する。クロック幅はノイズ成分の周期及び振幅、制御時間を用いると、
クロック幅＝（振幅）×ｓｉｎ（２π×（制御時間）／（ノイズ周期））
・・・（１）
という式にて算出することができる。
【００２３】
図２に、上記の（１）式を用いてノイズ成分の周期及び振幅からクロック幅の変動データを算出する例を示す。図２に示す例では、制御時間の間隔を「１秒」、ノイズ周期を「１０秒」、ノイズ振幅を「１０」にそれぞれ設定している。図２に示すように、（１）式を使用すると、制御時間に対応するクロック幅について算出することができるため、クロック幅の変動データを得ることができる。
【００２４】
このクロック幅の変動データが、ノイズ＃ｎクロック幅算出部１３ｎから出力される。よって、クロック変動算出部１３はノイズ＃１〜ノイズ＃ｎそれぞれについてのクロック幅の変動データを算出して合成部１４へ出力する。
【００２５】
合成部１４では入力されたノイズ＃１〜ノイズ＃ｎのクロック幅の変動データを制御時間毎に加算することで、合成したクロック幅変動データを算出する。図３にはノイズ＃１〜＃ｎのクロック幅の合成例を示す。図３に示す例では、ノイズ＃１（振幅：１０、周期：４０ｓ）と、ノイズ＃２（振幅：１０、周期：２０ｓ）と、ノイズ＃３（振幅：５、周期：１０ｓ）との時間に対するクロック幅の変動と、ノイズ＃１〜＃３を合成したクロック幅変動とのグラフを示している。よって、制御電圧設定部１６には合成部１４にてノイズ＃１〜＃３を合成したクロック幅変動データが入力される。
【００２６】
一方、発信器特性データ記憶部１５にはディジタル制御電圧に対応した発信器から出力されるクロック幅の特性データが記憶されており、そのデータは制御電圧設定部１６へ出力される。
【００２７】
制御電圧設定部１６では発信器の特性データからディジタル制御電圧に対応した発信器から出力されるクロック幅を判断することができるため、「ノイズ＃１〜＃ｎを合成したクロック幅の変動データ」を実現するディジタル制御電圧を出力することができ、その結果、電圧制御発信器３から複数の周波数成分と振幅成分とを含んだクロック信号を出力することができる。
【００２８】
図４にディジタル制御電圧値の時間変化の例を示す。図４に示す例では、ディジタル電圧値を「１」変化させた時、クロック信号のクロック幅が「１」変動するように設計されたシステムにて、ディジタル制御電圧を「１００」とした場合を基準周波数として、図３にて算出したクロック幅変動例を適用している。
【００２９】
本実施例では、図４に示すように、ディジタル制御電圧を制御することで、クロック信号のクロック幅が変動し、その結果、図３に示すようなノイズ＃１〜ノイズ＃３を含むクロック信号が出力される。
【００３０】
上述した例では、説明の都合上、各ノイズ成分の周期及び振幅を固定しているが、ノイズデータ制御部１１にて、ノイズ設定部の各ノイズ成分の周期及び振幅を変動させるようにプログラムしておけば、周波数成分と振幅成分とが変化するノイズ成分を含んだクロック信号を出力することができる。
【００３１】
実フィールドには複数の周波数成分を含んだノイズ成分が存在し、またそのノイズ成分が温度、使用環境、負荷等の要因にて変化する。本実施例では、ユーザによって設定された複数の振幅及び周期の値を変動させることができ、その各々のノイズ成分を合成したクロック信号を出力することができるので、周期及び振幅が変化するクロック信号を出力することができ、実フィールドに近いノイズ環境を実現することができる。
【００３２】
従来のノイズ発生器では、振幅及び周期を変更するために、それらを手動で設定する必要がある。しかしながら、本実施例では、ユーザによって複数の振幅及び周期を設定し、その値を変動させることができ、その各々のノイズ成分を合成したクロック信号を出力することができるので、周期と振幅とが変化するクロック信号を出力することができ、出力ノイズの振幅及び周期の変更を手動で行わなくてよく、ノイズ付加試験の手動での設定時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例による可変型ランダムノイズ発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例によるノイズ成分の周期及び振幅からクロック幅の変動を算出する例を示す図である。
【図３】本発明の一実施例によるノイズ＃１〜＃３のクロック幅変動の合成例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例によるディジタル制御電圧値の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ランダムノイズ発生回路
２  Ｄ／Ａコンバータ
３  電圧制御発信器
１１  ノイズデータ制御部
１２  ノイズ設定部
１３  クロック変動算出部
１４  合成部
１５  発信器特性データ記憶部
１６  制御電圧設定部
１２１  ノイズ＃１設定部
１２２  ノイズ＃２設定部
１２ｎ  ノイズ＃ｎ設定部
１３１  ノイズ＃１クロック幅変動算出部
１３２  ノイズ＃２クロック幅変動算出部
１３ｎ  ノイズ＃ｎクロック幅変動算出部
【図１】
2005318136.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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