mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
E' anche possibile prevedere un azionamento dell'albero motore 36 dei mezzi motori 12 sempre nello stesso verso di rotazione: in tal modo ogni mezzo giro, ossia rotazione di 180 gradi, si passerà agli estremi di azionamento della corsa dello spintore 16 ossia ai punti morti superiore e inferiore dello spintore in funzione della necessità di avere condizioni di innesto e disinnesto della frizione.
It is also possible to provide for an actuation of the motor shaft 36 of the motor means 12 always in the same direction of rotation: in this way, every half turn, i.e., rotation of 180 degrees, will pass to the actuation extremes of the stroke of the pusher 16, i.e., to the upper and lower dead points of the pusher as a function of the need to have engagement and disengagement conditions of the clutch.
Inoltre, la legge cinematica che collega il moto di traslazione dello spintore 16 con il moto di rotazione dell'albero motore 36 non è notoriamente lineare bensì sinusoidale.
Moreover, the kinematic law that connects the translation motion of the pusher 16 with the rotation motion of the motor shaft 36 is not linear, as is known, but rather sinusoidal.
Ancora vantaggiosamente, tale dispositivo semiconduttore, grazie alla sua compattezza e integrazione, consente eventualmente di implementare un controllo locale diretto.
Still advantageously, this semiconductor device, thanks to the compactness and integration thereof, possibly allows implementing a local direct control.
Inoltre, vantaggiosamente, la compattezza del dispositivo semiconduttore dell’invenzione consente eventualmente di integrare nel medesimo substrato semiconduttore una pluralità di tali dispositivi dell’invenzione, identici tra loro.
Moreover, advantageously, the compactness of the semiconductor device of the invention possibly allows integrating in the same semiconductor substrate a plurality of such devices of the invention, identical to each other.
I suddetti scopi, assieme ai vantaggi che verranno menzionati in seguito, saranno evidenziati durante la descrizione di alcune preferite forme esecutive dell'invenzione che vengono date, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove: - in fig. 1 è rappresentata secondo un piano di sezione verticale la topografia di una prima forma esecutiva del dispositivo semiconduttore usato per la generazione di numeri casuali secondo l’invenzione; - in fig. 2 è rappresentata secondo un piano di sezione verticale la topografia di una seconda forma esecutiva del dispositivo semiconduttore usato per la generazione di numeri casuali secondo l’invenzione.
The aforesaid objects, together with the advantages that will be mentioned below, will be highlighted during the description of some preferred embodiments of the invention which are given, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:Fig. 1 shows, according to a vertical section plane, the topography of a first embodiment of the semiconductor device used for the generation of random numbers according to the invention;Fig. 2 shows, according to a vertical section plane, the topography of a second embodiment of the semiconductor device used for the generation of random numbers according to the invention;Fig. 3 shows, according to a vertical section plane, the topography of a third embodiment of the semiconductor device used for the generation of random numbers according to the invention;Fig. 4 shows, according to a vertical section plane, the topography of a fourth embodiment of the semiconductor device used for the generation of random numbers according to the invention.
L’invenzione è relativa all’uso per la generazione di numeri casuali di un dispositivo semiconduttore rappresentato, secondo alcune forme esecutive alternative, nelle figure 1 e 2, ove è indicato complessivamente con 1.
The invention relates to the use for the generation of random numbers of a semiconductor device represented, according to some alternative embodiments, in Figures 1 to 4, where it is indicated as a whole with 1.
In particolare, tale dispositivo semiconduttore 1 comprende, integrati monoliticamente, un diodo a valanga 2 e mezzi iniettori 3 di portatori di cariche, in particolare di elettroni e, operativamente associati a tale diodo a valanga in modo che i portatori di cariche generati dai mezzi iniettori 3 inneschino l’effetto a valanga del diodo a valanga 2.
In particular, this semiconductor device 1comprises, integrated monolithically, an avalanche diode 2and injector means 3of carriers of charges, in particular of electrons e,operatively associated with this avalanche diode so that the carriers of charges generated by the injector means 3trigger the avalanche effect of the avalanche diode 2.
In sostanza, l’idea alla base dell’invenzione è quella di innescare l’effetto a valanga del diodo a valanga 2 mediante l’iniezione nello stesso dispositivo semiconduttore 1 di portatori di cariche, in particolare di elettroni e, al limite di un singolo elettrone e, sulla giunzione che definisce il suddetto diodo a valanga 2.
Substantially, the idea behind the invention is to trigger the avalanche effect of the avalanche diode 2by injection into the same semiconductor device 1of carriers of charges, in particular of electrons e,at most a single electron e,on the junction that defines the aforesaid avalanche diode 2.
Dunque, a differenza di quanto descritto nell’arte nota, tale effetto a valanga è determinato da uno o più elettroni e e non invece da fotoni.
Therefore, unlike what is described in the prior art, this avalanche effect is caused by one or more electrons eand not by photons.
Secondo l’invenzione, il segnale di uscita del diodo a valanga 2, prelevato dal terminale di uscita 6, viene digitalizzato e quindi utilizzato per generare un numero casuale mediante tecniche di per sé nota.
According to the invention, the output signal of the avalanche diode 2, taken from the output terminal 6, is digitized and then used to generate a random number through known techniques.
Secondo la preferita forma esecutiva dell’invenzione, tale diodo a valanga 2 presenta la medesima struttura di uno SPAD (Single Avalanche PhotoDiode) 21, come si osserva in fig. 1.
According to the preferred embodiment of the invention, this avalanche diode 2has the same structure as a SPAD (Single Avalanche PhotoDiode) 21, as shown in Fig. 1.
Tale SPAD 21, in particolare, viene inversamente polarizzato, preferibilmente per operare in modalità Geiger.
This SPAD 21, in particular, is inversely polarized, preferably for operating in Geiger mode.
Poiché l’effetto a valanga dello SPAD 21 potrebbe essere innescato da uno o più fotoni, preferibilmente ma non necessariamente la superficie sensibile esterna 11 del dispositivo semiconduttore 1 è inibita alla rivelazione di fotoni mediante la sovrapposizione di un filtro inibitore di luce 4, in particolare mediante uno strato di metallizzazione 41 depositato superiormente a tale superficie sensibile esterna 11.
Since the avalanche effect of the SPAD 21could be triggered by one or more photons, preferably but not necessarily the outer sensitive surface 11of the semiconductor device 1is inhibited in the detection of photons by the superposition of a light inhibiting filter 4, in particular by means of a metallisation layer 41deposited above this outer sensitive surface 11.
In alternativa, per impedire alla luce impattare sulla superficie sensibile esterna 11 del dispositivo semiconduttore 1, quest’ultimo potrebbe essere incapsulato in un package plastico.
Alternatively, to prevent light from impacting the outer sensitive surface 11of the semiconductor device 1, the latter could be encapsulated in a plastic package, opaque to light.
Preferibilmente il dispositivo semiconduttore 1 dell’invenzione comprende anche un circuito di quenching connesso in serie al diodo a valanga 2 per arrestare l’effetto a valanga, una vota innescato.
Preferably, the semiconductor device 1of the invention also comprises a quenching circuit connected in series with the avalanche diode 2to stop the avalanche effect, once triggered.
Preferibilmente ma non necessariamente, tale circuito di quenching è un circuito di quenching passivo, nel dettaglio, una resistenza, non rappresentata nelle tavole allegate.
Preferably but not necessarily, this quenching circuit is a passive quenching circuit, in detail, a resistance, not shown in the accompanying tables.
Per quanto riguarda i mezzi iniettori 3, secondo la preferita forma esecutiva rappresentata in fig. 1, essi comprendono un ulteriore diodo 31 atto ad essere polarizzato in modo da iniettare i portatori di cariche verso il diodo a valanga 2.
As regards the injector means 3,according to the preferred embodiment shown in Fig. 1, they comprise an additional diode 31adapted to be polarized so as to inject the carriers of charges towards the avalanche diode 2.
In particolare, il suddetto diodo 31, che costituisce i mezzi iniettori 3, è definito realizzando un innesto n+ nello strato drogato p che, assieme al sottostante strato drogato n, definisce a sua volta lo SPAD 21.
As regards the implementation, the aforesaid diode 31, which constitutes the injector means 3, is defined by establishing an n+ graft in the doped layer p which, together with the underlying doped layer n, in turn defines the SPAD 21.Alternatively, as shown in Fig. 2, these injector means 3could comprise a metal gate 32defined above the doped layer p of the SPAD 21.In this case, it would be necessary to provide the metal gate terminal 32with a pulsed electrical signal so as to inject the aforesaid carriers of charges towards the SPAD 21.
In alternativa, come rappresentato in fig. 2, tali mezzi iniettori 3 potrebbero comprendere un gate metallico 32 definito sopra lo strato drogato p dello SPAD 21.
Yet, alternatively, as can be seen in Fig. 3, next to the metal gate 32it may be possible to implement a n+ bag 7configured to constitute an electron reservoir with which the inversion channel is populated.
In tal caso al terminale di gate metallico 32 sarebbe necessario fornire un segnale elettrico impulsato in modo da iniettare i suddetti portatori di cariche verso lo SPAD 21.
In practice, this implementation envisages realising a transistor with source and gate, but without a drain.
Alternativamente, tali mezzi iniettori 3 potrebbero essere definiti mediante l’utilizzo di un drogaggio elevato in entrambi gli strati p e n che costituiscono lo SPAD 21.
Furthermore, according to a different embodiment of the invention, these injector means 3could be defined by using a high doping in both the layers p and n that constitute the SPAD 21.
In tale modo, infatti, si aumenta probabilità dell’effetto tunneling che permette quindi di innescare l’effetto a valanga nello SPAD 2.
In this way, in fact, the probability of the tunnelling effect is increased, thus allowing the avalanche effect to be triggered in the SPAD 21.
In particolare, lo strato meno drogato tra i due strati p ed n del diodo a valanga 2 deve comunque avere un grado di drogaggio nell’intervallo tra 10^17 - 10^18 at./cm2.
In particular, the less doped layer between the two layers p and n of the avalanche diode 2must however have a doping degree in the range between 10^17 - 10^18 at./cm2.
Come accennato sopra, secondo l’invenzione, l’uso del suddetto dispositivo semiconduttore 1 per la generazione di numeri casuali prevede di prelevare il segnale di uscita dello SPAD 21 dal suddetto terminale di uscita 5 e di elaborarlo, mediante digitalizzazione e mediante appositi algoritmi, di per sé noti, configurati appunto per la generazione di numeri casuali.
As mentioned above, according to the invention, the use of the aforesaid semiconductor device 1for the generation of random numbers, provides for the output signal of the SPAD 21to be taken from the aforesaid output terminal 5and to process it, by digitization and by means of special algorithms, known per se, configured precisely for the generation of random numbers.
Vista la compattezza del singolo dispositivo semiconduttore 1, non è escluso che in un medesimo substrato semiconduttore possano essere integrati più dispositivi semiconduttore 1 secondo quanto descritto sopra.
Given the compactness of the single semiconductor device 1, it is not excluded that several semiconductor devices 1can be integrated in the same semiconductor substrate as described above.
Tale implementazione consentirebbe, vantaggiosamente, di aumentare il flusso di random bit.
This implementation would advantageously allow the flow of random bits to be increased.
Inoltre, preferibilmente tale dispositivo semiconduttore 1, viene realizzato in tecnologia standard CMOS.
Moreover, preferably, this semiconductor device 1is made with standard CMOS technology.
Ciò consente, vantaggiosamente, di integrare uno o più dei suddetti dispositivi semiconduttori 1 su un qualsiasi chip come elemento integrante all’interno di un dispositivo semiconduttore più complesso.
This advantageously allows integrating one or more of the aforesaid semiconductor devices 1on any chip as an integral element within a more complex semiconductor device.
Inoltre, il fatto di realizzare i suddetti dispositivi semiconduttori 1 in tecnologia standard CMOS, consente, vantaggiosamente, di implementare nel medesimo substrato semiconduttore anche la circuiteria per l’elaborazione del segnale in uscita agli stessi dispositivi.
Furthermore, the fact of making the aforesaid semiconductor devices 1with standard CMOS technology advantageously allows implementing in the same semiconductor substrate also the circuitry for processing the output signal by the same devices.
In base a quanto detto quindi l’uso del dispositivo semiconduttore sopra descritto permette di raggiungere tutti gli scopi prefissati.
On the basis of the above, therefore, the use of the semiconductor device described above allows achieving all the prefixed objects.
In particolare, è raggiunto lo scopo di utilizzare un dispositivo semiconduttore per la generazione di numeri realmente casuali che presenti una struttura più compatta, più robusta, meno complessa rispetto ai generatori di numeri casuali dell’arte nota.
In particular, the object of using a semiconductor device for the generation of true random numbers which has a more compact, more robust, less complex structure than the random number generators of the prior art is achieved.
Infatti, la compattezza del dispositivo dell’invenzione consente vantaggiosamente di integrare quest’ultimo nel medesimo substrato semiconduttore assieme ad altri dispositivi semiconduttori.
In fact, the compactness of the device of the invention advantageously allows the latter to be integrated in the same semiconductor substrate together with other semiconductor devices.
Altro scopo raggiunto dall’invenzione è l’utilizzo di un dispositivo semiconduttore per generare numeri realmente casuali che consenta di garantire un elevato livello di entropia in modo, almeno, da superare i test statistici stabiliti dal NIST.
Another object achieved by the invention is the use of a semiconductor device for generating true random numbers that allows guaranteeing a high level of entropy in a way, at least, to pass the statistical tests established by the NIST.
Un ulteriore scopo raggiunto è di utilizzare un dispositivo semiconduttore per la generazione di numeri realmente casuali che consenta di ottenere un elevato bit rate nella generazione di sequenza casuali di bits.
A further object achieved is to use a semiconductor device for the generation of true random numbers that allows obtaining a high bit rate in the generation of random sequences of bits.
Ancora, scopo raggiunto dall’invenzione è l’utilizzo di un dispositivo semiconduttore per generare numeri realmente casuali con un elevato grado di sicurezza contro eventuali effrazioni e manomissioni dei suoi componenti interni.
Yet, the object achieved by the invention is the use of a semiconductor device for generating true random numbers with a high degree of security against possible break-ins and tampering with the internal components thereof.
Infine è raggiunto anche lo scopo di utilizzare di un dispositivo semiconduttore per generare numeri realmente casuali più economico rispetto ai generatori dell’arte nota.
Finally, the object of using a semiconductor device for generating true random numbers which is cheaper than generators of the prior art is also achieved.
RIVENDICAZIONI 1) Uso per la generazione di numeri casuali di un dispositivo semiconduttore (1) del tipo comprendente, integrati monoliticamente, un diodo a valanga (2) e mezzi iniettori (3) di portatori di cariche, detti mezzi iniettori (3) essendo operativamente associati a detto diodo a valanga (2) in modo che detti portatori di cariche generati da detti mezzi iniettori (3) inneschino l’effetto a valanga di detto diodo a valanga (2).
Use, for the generation of random numbers, of a semiconductor device (1) of the type comprising, monolithically integrated, an avalanche diode (2) and injector means (3) for carriers of charges, said injector means (3) being operatively associated with said avalanche diode (2) so that said carriers of charges generated by said injector means (3) trigger the avalanche effect of said avalanche diode (2), the output signal of said avalanche diode (2) being processed for the generation of a random number.
2) Uso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto diodo a valanga (2) è uno SPAD (21).
Use according to claim 1, characterized in thatsaid avalanche diode (2) is a SPAD (21).
3) Uso secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto SPAD (21) è polarizzato inversamente.
Use according to claim 2, characterized in thatsaid SPAD (21) is inversely polarized.
4) Uso secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto SPAD (21) è polarizzato inversamente in modo da operare in modalità Geiger.
Use according to claim 3, characterized in thatsaid SPAD (21) is inversely polarized so as to operate in Geiger mode.
5) Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo semiconduttore (1) presenta la propria superficie sensibile esterna (11) inibita alla rivelazione di fotoni mediante la sovrapposizione di un filtro inibitore di luce (4).
Use according to any one of the preceding claims, characterized in thatsaid semiconductor device (1) has the outer sensitive surface (11) thereof inhibited in the detection of photons by the superposition of a light inhibiting filter (4).
6) Uso secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto filtro inibitore di luce (4) comprende uno strato di metallizzazione (41) depositato superiormente a detta superficie sensibile esterna (11).
Use according to claim 5, characterized in thatsaid light inhibiting filter (4) comprises a metallisation layer (41) deposited above said outer sensitive surface (11).
7) Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi iniettori (3) comprendono un diodo (31) atto ad essere polarizzato in modo da iniettare detti portatori di cariche verso detto diodo a valanga (3).
Use according to any one of the preceding claims, characterized in thatsaid injector means (3) comprise a diode (31) adapted to be polarized so as to inject said carriers of charges towards said avalanche diode (2).
8) Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi iniettori (3) comprendono un gate metallico (32) al quale è fornita un segnale elettrico impulsato in modo da iniettare detti portatori di cariche verso detto diodo a valanga (2).
Use according to any one of claims 1 to 6, characterized in thatsaid injector means (3) comprise a metal gate (32) to which a pulsed electrical signal is provided so as to inject said carriers of charges towards said avalanche diode (2).
9) Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi iniettori (3) sono ottenuti elevando il livello di drogaggio degli strati n e p che costituiscono detto diodo a valanga (2) in modo da aumentare la probabilità dell’effetto tunneling e l’innesco dell’effetto a valanga di detto diodo a valanga (2).
Use according to any one of claims 1 to 6, characterized in thatsaid injector means (3) are obtained by raising the doping level of the layers n and p which constitute said avalanche diode (2) so as to increase the probability of the tunnelling effect and the triggering of the avalanche effect of said avalanche diode (2).
10) Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il segnale di uscita di detto diodo a valanga (2) viene elaborato per la generazione di un numero casuale.
Use according to any one preceding claim, characterized in thatsaid semiconductor device (1) comprises a quenching circuit connected in series with said avalanche diode (2).
11) Uso secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo semiconduttore (1) comprende un circuito di quenching connesso in serie a detto diodo a valanga (2).
Use according to any one preceding claim, characterized in thatsaid carriers of charges are electrons (e).
12) Uso secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti portatori di cariche sono elettroni (e).
Use according to any one of claims 1 to 10, characterized in thatsaid carriers of charges are holes.
La Figura 3 è un esempio di una semplice forma di attuazione di una topologia di compensazione del 2 ordine con una stringa costituita da due transistori MOS connessi a diodo MPi e MP2.
FIG. 3is exemplary of a simple embodiment of a 2nd order compensation topology with a string made up of two diode-connected MOS transistors MP1 and MP2.
In questa forma di attuazione, gli ultimi transistori NMOS e PMOS della catena condividono la stringa con due transistori risparmiati.
In this embodiment, the last NMOS and PMOS transistors of the chain share the string with two transistors saved.
In una o più forme di attuazione, i transistori nella stringa ΜΡχ, ΜΡχ,...
In one or more embodiments, the transistors in the string MP1, MPi,...
MPnpossono essere disposti per es. secondo una configurazione ( "pattern") come esemplificata per i condensatori Cc. In una o più forme di attuazione, il terminale di controllo (gate) del transistore di pompaggio può essere connesso a un valore di tensione "ottimale" nella stringa.
In one or more embodiments, the control terminal (gate) of the pumping transistor may be connected to an “optimum” voltage value in the string.
In una o più forme di attuazione, per implementare le stringhe ΜΡχ, MPif...
In one or more embodiments, diode-connected NMOS or PMOS transistors may be used to implement the strings MP1, MPi,...
MPm, si possono usare transistori NMOS o PMOS connessi a diodo con i transistori PMOS che consentono di ridurre 1'occupazione di area di silicio.
MPm, with PMOS transistors allowing the silicon area occupation to be reduced.
In una o più forme di attuazione, i transistori nella stringa possono essere dimensionati in modo da avere un consumo di corrente trascurabile e quindi da non influenzare la PCE del circuito complessivo.
In one or more embodiments, the transistors in the string may be sized to have a negligible current consumption and hence not to affect PCE of the overall circuit.
In una o più forme di attuazione, i transistori nella stringa possono essere implementati con transistori MOS polarizzati a triodo.
In one or more embodiments, the transistors in the string may be implemented with triode-biased MOS transistors.
In una o più forme di attuazione, i transistori nelle stringhe ΜΡχ, ΜΡχ,...
In one or more embodiments, the transistors in the strings MP1, MPi,...
ΜΡη, e ΜΡχ, ΜΡ^,...
MPn, and MP1, MPk,...
MPffi, possono essere sostituiti da resistor! integrati con alta resistività (per es. resistor! in poly elevati).
MPm, may be replaced with high resistivity integrated resistors (e.g. high poly resistors).