随着信息技术的发展,信息安全问题一直受到广泛关注。为了保证机密信息不被窃取,对信息进行加密显得尤为重要。加密算法的研究使得信息加密技术不断发展,而加密算法的核心是随机数的应用,尤其是高质量的随机数更是整个信息加密技术的保障和核心。设计一种能够稳定产生高质量随机数的硬件设备在当前物联网的大趋势下具有重要意义。随机电报噪声信号是深亚微米和纳米级工艺下半导体设备中常见的一种噪声,具有噪声幅值离散化,噪声幅值可控的特点。本文尝试将随机电报噪声信号作为物理熵源,设计一款基于随机电报噪声真随机数电路,最终生成了质量较高的真随机序列。本文首先研究分析了随机电报噪声的产生原理并设计了产生随机电报噪声的阵列电路。然后设计了信号处理的模拟电路和外围的数字电路两部分,模拟电路包括对噪声信号进行初步采集放大的低噪声运算放大器电路,对信号进行滤波处理的高通滤波器电路和对信号进行比较处理的动态锁存比较器电路。整个模拟电路设计思路是搭建合适的产生随机电报噪声阵列电路后,用低噪声运算放大器对产生的噪声信号进行放大处理。然后由高通滤波器电路对放大完的信号进行滤波,减小干扰。最后由比较器对滤波完成的信号和参考值进行比较,输出随机序列。数字电路包括对噪声源阵列电路进行选通的数字译码器电路和存储随机序列的存储器电路。数字电路设计思路是通过译码器选通阵列电路中产生随机电报噪声的不同单元。运用存储器电路对模拟电路产生的随机序列进行暂存,以备后续其他电路使用。最后,将整体的随机电路集成于同一芯片上,并进行了仿真验证。模拟仿真结果表明波动范围在19n A,频率在1ms量级的随机电报噪声信号能够有效的采集并进行处理,最终生成随机序列。数模电路混合仿真的结果表明,在选通不同噪声源单元的前提下,系统能够将模拟电路产生的随机序列存进行有效地存储。最后,对产生的100Mbit大小的随机序列进行了随机性测试,测试结果表明,序列通过了随机性验证。