論文の概要: Bias Variation Compensation in Perimeter-Gated SPAD TRNGs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.15888v1
• Date: Wed, 18 Jun 2025 21:25:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-23 19:00:04.862596
• Title: Bias Variation Compensation in Perimeter-Gated SPAD TRNGs
• Title（参考訳）: 近距離ゲート付きSPAD TRNGにおけるバイアス変動補償
• Authors: Md Sakibur Sajal, Hunter Guthrie, Marc Dandin,
• Abstract要約: 本研究では,64 x 64 個の周辺ゲート型単一光子アバランシェダイオード (pgSPADs) をエントロピーの源として提示し,ランダムなバイナリ文字列を生成する。 室温2kHz/ピクセルの生ビット発生率に対するバイアス変動は1%以下であった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Random number generators that utilize arrays of entropy source elements suffer from bias variation (BV). Despite the availability of efficient debiasing algorithms, optimized implementations of hardware friendly options depend on the bit bias in the raw bit streams and cannot accommodate a wide BV. In this work, we present a 64 x 64 array of perimeter gated single photon avalanche diodes (pgSPADs), fabricated in a 0.35 {\mu}m standard CMOS technology, as a source of entropy to generate random binary strings with a BV compensation technique. By applying proper gate voltages based on the devices' native dark count rates, we demonstrate less than 1% BV for a raw-bit generation rate of 2 kHz/pixel at room temperature. The raw bits were debiased using the classical iterative Von Neumann's algorithm and the debiased bits were found to pass all of the 16 tests from NIST's Statistical Test Suite.
• Abstract（参考訳）: エントロピー源要素の配列を利用するランダム数生成器はバイアス変動(BV)に悩まされる。 効率的なデバイアスアルゴリズムが利用可能であるにもかかわらず、ハードウェアフレンドリなオプションの最適化は、生のビットストリームのビットバイアスに依存し、幅広いBVに対応できない。 本研究では,0.35 {\mu}mの標準CMOS技術で作製された64 x 64 個の周辺ゲート型単一光子アバランシェダイオード (pgSPADs) をエントロピーの源として,BV補償技術を用いてランダムなバイナリ文字列を生成する。 デバイス固有の暗カウントレートに基づいて適切なゲート電圧を印加することにより、室温で2kHz/ピクセルの生ビット発生率に対して1%未満のBVを示す。 生のビットは古典的反復的フォン・ノイマンのアルゴリズムを用いて脱バイアスされ、脱バイアスされたビットは、NISTの統計テストスイートから16のテストの全てをパスした。

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