電路302包含多個RO 502、504、506、508、510，第一開關(guān)512，第二開關(guān)514，第一計數(shù)器516，第二計數(shù)器518及比較器520。參看圖3及5，所述多個RO 502、504、506、508、510可為(例如)RO陣列310。開關(guān)512、514可為(例如)R0選擇器312。類似地，計數(shù)器516、518及比較器520可為(例如)輸出函數(shù)電路314。RO 502、504、506、508、510可為(例如)圖4所示的RO400。
[0044]在所說明實例中，RO 502、504、506、508、510可視其功能而分類/分組成三個類型。第一群組由主要用于電路302的PUF能力的第一多個RO 502、504、506(例如，用于實施PUF的裝置)組成。可存在N個這些RO 502、504、506，其中N為大于或等于二的正整數(shù)。僅作為一個實例，N可為512、1024或2048。值得注意地，可使用圖5所示的一或多個啟用信號(亦即，啟用PUF—”啟用PUF—2、啟用PUF—3)來選擇性地啟用PUF R0502、504、506(亦即，有時接通且有時斷開)。
[0045]第二群組由主要用于健康監(jiān)視的至少一 RO 508組成。此RO 508在大多數(shù)時間中被啟用，且因此經(jīng)標記為“受應(yīng)力R0”。在一個方面中，受應(yīng)力RO 508可利用大于其它電路(例如PUF RO 502、504、506)所用的標稱供電電壓Vdd的供電電壓VDD STK。在另一方面中，受應(yīng)力RO 508可利用其它PUF RO 502、504、506所用的相同標稱供電電壓VDD。第三群組由主要用于健康監(jiān)視的至少一 RO 510組成。此RO 510在大多數(shù)時間中被停用，且因此經(jīng)標記為“閑置參考R0”。受應(yīng)力RO 508及閑置參考RO 510可被視為第二多個R0，且為用于實施老化傳感器電路的裝置。
[0046]在一個操作模式下，電路302可利用其PUF能力來產(chǎn)生密鑰或識別符。舉例來說，電路302可接收來自處理電路(例如圖3所示的處理電路304)的芯片識別符或密鑰產(chǎn)生質(zhì)詢522。參看圖5，質(zhì)詢522可通過接通適當啟用信號(例如，啟用PUF」、啟用PUF 2、……、啟用PUF N中的兩者)而使多個PUF RO 502、504、506中的兩個PUF RO被選擇性地啟動/啟用。質(zhì)詢522也將使兩個開關(guān)512、514被選擇且通過選擇性地啟動/啟用的所述多個輸出524、526、528中的兩個不同RO輸出。因此，每一開關(guān)512、514將一個PUF RO信號530、532提供至計數(shù)器516、518。RO輸出530、532的頻率用來使其各別計數(shù)器316、318的值增加。歸因于選中的PUF RO之間的小差異，RO輸出530、532將具有稍微不同的頻率。因而，計數(shù)器516、518將以不同速率改變且在預(yù)定義時間段之后具有不同計數(shù)器值。接著通過比較器電路520比較計數(shù)器516、518，且基于所述比較而產(chǎn)生輸出信號534。舉例來說，如果第一計數(shù)器516的值大于第二計數(shù)器518的值率，則可產(chǎn)生邏輯“1”，否則可產(chǎn)生邏輯“O”。此進程可執(zhí)行多次(每次可能選擇用于比較的不同PUF RO 502、504、506)，直至產(chǎn)生具足夠長度的識別符或密鑰(例如，位串)。
[0047]在另一操作模式下，電路302可利用其健康監(jiān)視能力來提供上面駐留有電路302的IC或IC子模塊的電路老化信息。舉例來說，電路302可接收來自處理電路(例如圖3所示的處理電路304)的芯片老化請求質(zhì)詢522。參看圖5，質(zhì)詢522可使受應(yīng)力RO 508及閑置參考RO 510進入測量狀態(tài)。在測量狀態(tài)期間，受應(yīng)力RO 508可繼續(xù)被啟用(亦即，仍在操作)，然而，所述受應(yīng)力RO可在其通常使用應(yīng)力供電電壓Vdd STK的情況下利用標稱供電電壓Vdd(否則，所述受應(yīng)力RO的供電電壓保持在Vdd)。此外，閑置參考R0510是經(jīng)由啟用AsKef啟用(亦即，所述閑置參考RO使用標稱供電電壓V DD來通電)，使得所述閑置參考RO變?yōu)椴僮鞯摹Ｙ|(zhì)詢522也將使兩個開關(guān)512、514選擇受應(yīng)力RO 508及閑置參考RO 510的輸出且使所述輸出通過。歸因于受應(yīng)力RO 508在大部分時間中保持操作的事實，受應(yīng)力RO的振蕩頻率隨時間減小，而閑置參考RO 510的振蕩頻率保持相對相同，因為閑置參考RO通常斷電。因此，受應(yīng)力RO 508與閑置參考RO 510之間的輸出頻率差經(jīng)過一定時間增加。接著將這些兩個RO 508、510的輸出530、532提供至計數(shù)器516、518及比較器520，使得可產(chǎn)生輸出響應(yīng)信號534。舉例來說，在此情況下，可輸出534計數(shù)器值516、518之間的實際差以提供兩個RO 508、510之間的頻率差的估計?？杀容^值的差與根據(jù)經(jīng)驗獲得(例如，存儲于圖3的存儲器電路306中)的數(shù)據(jù)以整體確定IC或IC子模塊的電路老化信息。
[0048]即使PUF RO 502、504、506僅可選擇性地啟用以節(jié)約電力(例如，不同于幾乎始終通電的受應(yīng)力RO 508)，所述PUF RO的振蕩頻率也可由于使用而隨時間減小。因此，兩個PUF RO的輸出頻率之間的差可隨時間相對于彼此改變。此差可足夠極端，以使得先前具有相比于另一 PUF RO較低的振蕩頻率的一個PUF RO稍后可具有相比于同一 PUF RO稍微較高的振蕩頻率。因此，導(dǎo)致這些兩個PUF RO之間的比較的質(zhì)詢522可導(dǎo)致輸出響應(yīng)534的變化(例如，輸出534處的位轉(zhuǎn)換)。因此，電路302的健康監(jiān)視能力可用以檢測哪些PUFRO已經(jīng)受其原始振蕩頻率的過大變化，以使得所述PUF RO不再可靠(亦即，與其它PUF RO相比時，所述PUF RO傾向于造成輸出534的位轉(zhuǎn)換)。
[0049]因此，根據(jù)另一操作模式，電路302可利用其健康監(jiān)視能力來提供選擇PUF RO502、504、506路徑的可靠性信息。舉例來說，電路302可接收來自處理電路(例如圖3所示的處理電路304)的路徑可靠性請求質(zhì)詢522。參看圖5，質(zhì)詢522可使將經(jīng)由啟用PUF 2啟用的所要PUF R0(例如，PUF RO 504)及閑置參考RO 510進入測量狀態(tài)(亦即，RO 510經(jīng)由啟用AS Kef而通電)。質(zhì)詢522也將使兩個開關(guān)512、514選擇RO 504及閑置參考RO 510的輸出且使所述輸出通過。歸因于PUF RO 504的振蕩頻率隨時間減小(由于使用)且閑置參考RO 510的振蕩頻率保持實質(zhì)上相同的事實，PUF RO 504與閑置參考R0510之間的頻率差隨時間過度增長。接著將這些兩個RO 504、510的輸出530、532提供至計數(shù)器516、518及比較器520，使得可產(chǎn)生輸出響應(yīng)信號534。舉例來說，在此情況下，可輸出534計數(shù)器值516、518之間的實際差以提供兩個RO 504,510之間的頻率差的估計?？杀容^值的差與兩個RO 504、510的最初獲得且存儲的頻率差值，且可針對預(yù)計PUF RO 504的路徑可靠性問題來評估任何顯著變化。
[0050]圖5說明單一受應(yīng)力RO 508及單一參考RO 510。然而，PUF及老化傳感器電路302可包括多個受應(yīng)力RO及多個參考R0。舉例來說，多個受應(yīng)力RO及/或參考RO可跨IC的各種物理部分而分散。由于IC的不同部分可經(jīng)受不同應(yīng)力，故IC的某些部分可體驗較明顯的老化效應(yīng)。舉例來說，IC的不同區(qū)域可體驗不同的裸片工藝變化、不同的溫度波動及/或不同的供電電壓波動。這些效應(yīng)可對位于IC的特定區(qū)域內(nèi)的某些電路組件造成額外應(yīng)力。因此，將受應(yīng)力RO及參考RO(類似RO 508,510)置放于IC的不同部分/區(qū)域中可幫助量化局部于置放區(qū)域的老化效應(yīng)，且可幫助檢測已經(jīng)受嚴重老化且不再可靠的PUFRO的有缺陷密鑰或識別符產(chǎn)生。根據(jù)一個方面，一對受應(yīng)力RO及參考RO可彼此非常接近地置放(例如，分開小于1ym)以將初始頻率差減至最小。根據(jù)另一方面，可置放及/或選擇所述對受應(yīng)力RO及參考R0，使得所述RO遠隔(例如，分開大于10 μ m)。
[0051]此外，多個PUF RO 502、504、506可置放于IC的各種部分處。當選擇兩個不同PUFRO用于比較以產(chǎn)生如上所述的密鑰/識別符位時，所選的PUF RO可來自IC的不同部分。亦即，質(zhì)詢522可特定選擇物理上彼此分開至少一特定閾值距離的兩個不同PUFR0，而非物理上恰彼此緊接地布局的兩個PUF R0。如前述段落中所描述，IC的不同區(qū)域可體驗不同的裸片工藝變化、不同的溫度波動及/或不同的供電電壓波動。因此，物理上彼此分開較遠的兩個PUF RO可具有比物理上彼此接近(例如，恰彼此緊接)的兩個PUFRO大的操作頻率之間的差，因為前一對可體驗較大制造變化。因此，可針對密鑰/識別符產(chǎn)生而自IC的不同部分選擇兩個PUF R0，以增加所述PUF RO的操作頻率可更好區(qū)別的機率。舉例來說，所選的兩個 PUF RO 可在 IC 上分開至少 10 μπι、50 μπκΙΟΟ μπι、200 μπι、500 μπι 或 1000 μm。
[0052]圖6說明根據(jù)另一方面的芯片識別及芯片健康監(jiān)視裝置600的示意框圖。與圖3所示的裝置300相同，圖6中所說明的裝置600也包含PUF及老化傳感器電路602、處理電路604及存儲器電路606，且執(zhí)行的操作與圖3的裝置300相同。除了圖6的PUF及老化傳感器電路602缺少可包含計數(shù)器及比較器的輸出函數(shù)電路314(參見圖3及圖5)之外，圖6所示的PUF及老化傳感器電路602相同于圖3中的PUF及老化傳感器電路302。PUF及老化傳感器電路602包含RO陣列610及RO選擇器電路612。RO選擇器電路612將兩個(或兩個以上)RO輸出624a、624b作為響應(yīng)輸出至處理電路604，處理電路可為與PUF及老化傳感器電路602分離的電路。對于圖6的PUF及老化傳感器電路600，處理電路302可執(zhí)行由輸出函數(shù)電路314進行的相同功能。
[0053]圖7說明根據(jù)一個方面的電子裝置700的示意框圖。電子裝置700可為具有IC的任何數(shù)字電子裝置，例如移動電話及計算機。電子裝置700包含多個電路模塊702、704、706、708、處理電路720、存儲器電路722、其它處理器724，及互連前述電路的一或多個總線710。電路模塊702、704、706、708(本文中亦稱為“組件”)可為執(zhí)行電子裝置700的不同功能的單獨1C。舉例來說，電路A 702可為多媒體子系統(tǒng)電路，電路B 704可為加密處理電路，電路C 706可為調(diào)制解調(diào)器電路，且電路N 708可為低功率音頻電路。當然，電子裝置700可具有更多電路模塊。
[0054]在所說明實例中，每一電路模塊702、704、706、708包含其自身的PUF及老化傳感器電路(PUF/ASC)712、714、716、718。PUF/ASC 712、714、716、718 可為圖 3 所示的 PUF 及老化傳感器電路302抑或圖6所示的PUF及老化傳感器電路602。由于每一電路模塊702、704,706,708 包含其自身的 PUF/ASC 712、714、716、718，故每一電路模塊 702、704、706、708可產(chǎn)生密鑰/識別符及/或健康監(jiān)視信息且將所述密鑰/識別符及/或健康監(jiān)視信息提供至電子裝置