JP6965688B2 - 回路装置、発振デバイス、物理量測定装置、電子機器及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、回路装置、発振デバイス、物理量測定装置、電子機器及び移動体等に関する。

リアルタイムクロック装置等の発振デバイス或いは物理量測定装置を用いたシステムでは、例えばなりすましやデータ改竄等によってハッキングされる可能性があり、そのようなハッキングに対するセキュリティー対策が必要な場合がある。

リアルタイムクロック装置におけるセキュリティー対策の従来技術として、例えば特許文献１に開示される技術がある。特許文献１では、外部デバイスがリアルタイムクロック装置にアクセスしようとした際に、外部デバイスがアクセスコードをリアルタイムクロック装置に送信し、リアルタイムクロック装置がアクセスコードを期待値と照合し、アクセスコードが期待値に一致する場合にはリアルタイムクロック装置がアクセスを許可し、一致しない場合にはアクセスを禁止する。

特開２０１０−２２５００９号公報

しかしながら、上記のような従来技術では発振デバイス或いは物理量測定装置が外部デバイスを認証することはできるが、発振デバイス或いは物理量測定装置のなりすましのおそれに対応することができないという課題がある。例えば、発振デバイス或いは物理量測定装置のなりすましとしては、不正な発振デバイス或いは物理量測定装置（例えば改造デバイス等）への取り替えや、発振デバイス或いは物理量測定装置を偽装した不正なデバイスから外部デバイスへの不正データの送信等が想定される。

本発明の幾つかの態様によれば、発振デバイス或いは物理量測定装置のなりすましのおそれを低減できる回路装置、発振デバイス、物理量測定装置、電子機器及び移動体等を提供できる。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は態様として実現することが可能である。

本発明の一態様は、発振子を用いて発振信号を生成する発振回路と、前記発振回路を制御する処理部と、回路装置の固有情報に基づく情報であって、前記回路装置を認証するための認証情報を外部デバイスに出力するインターフェース部と、を含む回路装置に関係する。

本発明の一態様によれば、回路装置の固有情報に基づく情報であって、回路装置を認証するための認証情報が、インターフェース部を介して回路装置から外部デバイスに出力される。これにより、外部デバイスが、受信された認証情報に基づいて回路装置を認証することが可能になり、回路装置（発振デバイス、物理量測定装置）のなりすましのおそれを低減できる。

また本発明の一態様では、回路装置は、前記発振回路の発振調整データ及び前記固有情報を記憶する、又は前記発振調整データを前記固有情報として記憶する不揮発性メモリーを含み、前記インターフェース部は、前記不揮発性メモリーに記憶された前記固有情報に基づく前記認証情報を前記外部デバイスに出力してもよい。

本発明の一態様によれば、発振回路の発振調整データを記憶させておくための不揮発性メモリーの空き領域を利用して固有情報を記憶させることができる。或いは、不揮発性メモリーに記憶された発振調整データを固有情報として利用することができる。

また本発明の一態様では、回路装置は、暗号処理部を含み、前記インターフェース部は、前記暗号処理部により暗号化された前記認証情報を前記外部デバイスに出力してもよい。

このようにすれば、認証情報を非暗号化データで回路装置が外部デバイスに送信する場合に比べて、セキュリティーが破られる可能性を低減でき、システムのセキュリティーを向上できる。

また本発明の一態様では、前記インターフェース部は、前記外部デバイスを認証するための外部デバイス認証情報を受信し、前記処理部は、前記外部デバイス認証情報に基づいて前記外部デバイスの認証処理を行ってもよい。

このようにすれば、外部デバイスと回路装置との間で相互認証を行うことが可能になる。即ち、回路装置（発振デバイス、物理量測定装置）のなりすましだけでなく、回路装置が通信する相手としての外部デバイスのなりすましに対してもセキュリティーを向上できる。

また本発明の一態様では、回路装置は、暗号化された前記外部デバイス認証情報の復号を行う暗号処理部を含んでもよい。

このようにすれば、外部デバイス認証情報を非暗号化データで外部デバイスから回路装置が受信する場合に比べて、セキュリティーを向上できる。また、回路装置から外部デバイスへ送信する認証情報を暗号化する暗号処理部を共用して、外部デバイス認証情報を復号できる。

また本発明の一態様では、回路装置は、乱数データを出力する乱数データ出力部を含み、前記インターフェース部は、前記固有情報と前記乱数データとの組み合わせによって生成された前記認証情報を前記外部デバイスに出力してもよい。

このようにすれば、乱数データを組み合わせずに生成した認証情報を回路装置が外部デバイスに送信する場合に比べて、認証情報が複雑になるため、セキュリティーが破られる可能性を低減でき、システムのセキュリティーを向上できる。

また本発明の一態様では、前記認証情報は、前記認証情報の所与のビットに前記固有情報のビットが割り当てられ、前記認証情報の他のビットに前記乱数データのビットが割り当てられたデータであってもよい。

このように、認証情報の所与のビットに固有情報のビットを割り当て、認証情報の他のビットに乱数データのビットを割り当てることで、固有情報と乱数データを組み合わせて認証情報を生成することができる。外部デバイスは、固有情報のビットが割り当てられた所与のビットを認証情報から取り出すことで、固有情報を取得できる。

また本発明の一態様では、前記インターフェース部は、前記固有情報と回路特性調整データとの組み合わせによって生成された前記認証情報を出力してもよい。

回路特性は個体ばらつきがあるため、それを調整する回路特性調整データにも個体ばらつきが生じる。そのため、回路特性調整データを乱数データとして用いることが可能である。

また本発明の一態様では、前記認証情報は、前記認証情報の所与のビットに前記固有情報のビットが割り当てられ、前記認証情報の他のビットに前記回路特性調整データのビットが割り当てられたデータであってもよい。

このように、認証情報の所与のビットに固有情報のビットを割り当て、認証情報の他のビットに回路特性調整データのビットを割り当てることで、固有情報と回路特性調整データを組み合わせて認証情報を生成することができる。外部デバイスは、固有情報のビットが割り当てられた所与のビットを認証情報から取り出すことで、固有情報を取得できる。

また本発明の一態様では、前記固有情報は、前記回路装置の固有のＰＵＦ（Physically Unclonable Function）情報であってもよい。

ＰＵＦ情報はハードウェア特性の個体ばらつきを利用しているため、同じＰＵＦ情報を有する回路装置を複製できる可能性は非常に低い。このようなＰＵＦ情報を固有情報として利用することで、複製等による回路装置（発振デバイス、物理量測定装置）のなりすましのおそれを低減し、セキュリティーを向上できる。

また本発明の一態様では、前記ＰＵＦ情報は、前記発振信号の発振周波数の温度補償データに基づいて生成された情報であってもよい。

本発明の一態様によれば、温度補償データに基づいて回路装置の固有のＰＵＦ情報が生成される。温度補償を行う発振デバイスは温度補償データを記憶しており、この温度補償データは個体ばらつきを有する。そのため、その温度補償データから回路装置に固有のＰＵＦ情報を生成することが可能である。

また本発明の一態様では、回路装置は、前記発振信号に基づいて、リアルタイムクロック情報である計時データを生成する計時部を含み、前記インターフェース部は、前記計時データを前記外部デバイスに出力し、前記認証情報は、前記計時データを出力する前記回路装置を認証するための情報であってもよい。

計時データを出力するリアルタイムクロック装置のなりすましによって、例えばシステム時間が不正な時間に設定される可能性がある。この点、本発明の一態様によれば、外部デバイスが回路装置を認証するための認証情報を、回路装置から外部デバイスへ出力できるので、リアルタイムクロック装置のなりすましのおそれを低減できる。これにより、リアルタイムクロック装置を含むシステムのセキュリティーを向上できる。

また本発明の一態様では、回路装置は、前記発振信号に基づいて、時間デジタル変換を行う時間デジタル変換回路を含み、前記インターフェース部は、前記時間デジタル変換に基づき生成された情報を前記外部デバイスに出力してもよい。

このような時間デジタル変換器は、外部デバイスと通信を行う可能性があるデバイスの一つであり、なりすましのおそれがある。この点、本発明の一態様によれば、回路装置が外部デバイスに認証情報を出力するので、外部デバイスが時間デジタル変換器を認証でき、時間デジタル変換器のなりすましのおそれを低減できる。

また本発明の他の態様は、上記のいずれか一項に記載の回路装置と、前記発振子と、を含む発振デバイスに関係する。

また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載の回路装置と、前記発振子と、を含む物理量測定装置に関係する。

また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載の回路装置と、前記外部デバイスと、を含む電子機器に関係する。

また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載の回路装置と、前記外部デバイスと、を含む移動体に関係する。

本実施形態の回路装置の構成例。 本実施形態の回路装置及び回路装置を含むシステムの第１の詳細な構成例。 本実施形態の回路装置及び回路装置を含むシステムの第２の詳細な構成例。 本実施形態の回路装置及び回路装置を含むシステムの第３の詳細な構成例。 本実施形態の回路装置及び回路装置を含むシステムの第４の詳細な構成例。 本実施形態の回路装置の第２の構成例及び発振回路の詳細な構成例。 不揮発性メモリーに記憶される温度補償データの例。 温度に対する調整回路の容量値の特性例。 固有情報を生成する際のアドレス選択の例。 本実施形態の回路装置の詳細な構成例。 発振デバイスの構成例。 物理量測定装置の構成例。 電子機器の構成例。 移動体の構成例。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

なお以下では、発振デバイスがリアルタイムクロック装置である場合を例に説明するが、これに限定されず、本発明は種々の発振デバイス（例えば温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）等の発振器）や、発振子を用いた物理量測定装置（例えば時間デジタル変換器）等にも適用できる。

１．回路装置
上述したように、従来のリアルタイムクロック装置（発振デバイス）は、外部デバイス側のなりすましに対してセキュリティー対策を行っている。そのため、外部デバイスからリアルタイムクロック装置を見た場合に、リアルタイムクロック装置のなりすましに対してセキュリティー対策がなされていなかった。

例えば、外部デバイスであるＣＰＵと、そのＣＰＵに計時データを送信するリアルタイムクロック装置とを含むシステムを考える。このようなシステムでは、例えば基板に実装されたリアルタイムクロック装置を不正デバイスに取り替える、或いはリアルタイムクロック装置からの通信であるかのように偽装してＣＰＵと通信を行う等のなりすましが想定される。このような不正行為が行われた場合、例えば不正な計時データがＣＰＵに送信され、過去の（既に無効であるはずの）電子署名を用いてＣＰＵに誤った認証をさせる等のハッキングが行われる可能性がある。

例えば、自動車等の移動体ではモバイル通信やブルートゥース（登録商標）通信、有線通信等の種々の通信を介して移動体の内部ネットワークと外部ネットワーク（又は外部デバイス）が通信を行う。このような通信を介して内部ネットワークがハッキングされ、上記のようなリアルタイムクロック装置のなりすましが行われるおそれがある。

図１は、上記のような課題を解決できる本実施形態の回路装置、及び回路装置を含むシステムの構成例である。図１のシステムは、外部デバイス２００、回路装置１００を含む。外部デバイス２００は、処理部２１０、インターフェース部２２０を含む。回路装置１００は、発振回路８０、処理部１０（処理回路）、インターフェース部６０（インターフェース回路）を含む。また回路装置１００は、不揮発性メモリー４０を含むことができる。また回路装置１００は、計時部３０を含むことができる。なお回路装置は図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

外部デバイス２００は例えばＳＯＣ（System On Chip）である。或いはＣＰＵ、ＭＰＵ等の処理装置であってもよい。回路装置１００は、例えば集積回路装置により実現できる。例えば、図１の回路装置１００と発振子ＸＴＡＬを組み合わせることでリアルタイムクロック装置が構成される。なお、本実施形態は図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。

発振回路８０は、発振子ＸＴＡＬを用いて発振信号を生成する。処理部１０は、発振回路８０を制御する。インターフェース部６０は、回路装置１００の固有情報に基づく情報であって、回路装置１００を認証するための認証情報を外部デバイス２００に出力する。

回路装置１００の固有情報は、個々の回路装置に対して固有に対応した情報である。即ち、その固有情報によって回路装置の個体、或いは回路装置の正当性（例えば想定した製品であるか否か）を識別できる情報である。後述のように、固有情報は、例えばハードウェアの特性ばらつきを利用したＰＵＦ情報であってもよいし、或いは任意に付された識別情報であってもよい。なお、固有情報は全く重複がない情報であってもよいし、セキュリティーを維持できる範囲で重複が許されてもよい。

認証情報は、通信しようとしている回路装置を認証して通信を許可するか否かを判断するための情報である。即ち、通信しようとしている回路装置が正当であるか否か（例えば想定した製品であるか否か）を判断するための情報である。認証情報は、固有情報そのものであってもよいし、固有情報に対して何らかの処理を行って生成した情報であってもよい。例えば認証情報のデータは、固有情報のデータから一部のデータ（ビット）を取り出したデータや、固有情報にランダムデータ（例えば乱数データ）を付加したデータや、それらのデータ又は固有情報そのものを暗号化処理したデータであってもよい。

外部デバイス２００は、回路装置１００のインターフェース部６０から出力（送信）された認証情報を、インターフェース部２２０を介して受信する。そして、処理部２１０が、受信された認証情報に基づいて認証処理を行い、回路装置１００を認証するか否か（回路装置１００との通信を許可するか否か）を判断する。例えば、受信した認証情報と期待値とを比較することで認証処理を行う。認証に失敗した場合は、それ以後の回路装置１００との通信を許可せず、認証に成功した場合は、回路装置１００の初期設定や回路装置１００との間のデータ通信等の通常の通信処理を許可する。

本実施形態によれば、外部デバイス２００が回路装置１００を認証するための認証情報を、回路装置１００から外部デバイス２００へ出力できる。これにより、回路装置１００（回路装置１００を含むリアルタイムクロック装置）のなりすましのおそれを低減できる。即ち、認証情報を送信してきた（即ち外部デバイス２００に接続されている）回路装置１００が、通信すべきデバイスであるか否かを、外部デバイス２００が認証情報により判断できる。これにより、例えば基板に実装されたリアルタイムクロック装置を不正デバイスに取り替える等の不正行為があった場合に、そのことを検出でき、セキュリティーを向上できる。

また本実施形態では、計時部３０は、発振信号に基づいて、リアルタイムクロック情報である計時データを生成する。そしてインターフェース部６０は、計時データを外部デバイス２００に出力し、前記認証情報は、計時データを出力する回路装置１００を認証するための情報である。

外部デバイス２００は、インターフェース部２２０を介して計時データを受信し、処理部２１０が、その受信された計時データに基づく処理を行う。例えば、処理部２１０は、システムの主電源投入時に回路装置１００（リアルタイムクロック装置）から計時データを読み出し、システム時間を初期化する。

計時データは、リアルタイムクロック情報としての時間を表すデータである。即ち、計時部３０がリアルタイムクロック情報として計測した時間のデータである。例えば、計時データは日時を示すデータであり、カレンダーデータ、時刻データを含むことができる。例えば、カレンダーデータは、年、月、週、日などのデータであり、時刻データは、時、分、秒などのデータである。例えば、計時部３０は、発振信号を分周して１秒周期のクロック信号を生成し、そのクロック信号をカウントすることで時間を計測する。

リアルタイムクロック装置は、システムの主電源がオフになった場合であっても、例えば電池等のバックアップ電源により動作し、計時（現実時間の計測）を続ける装置である。そして、主電源がオンになった際には、外部デバイス２００がリアルタイムクロック装置の計時データを参照し、システムの時間を初期化する。例えば、外部デバイス２００が電子署名によるデータ認証を行う場合、外部デバイス２００は、ネットワーク等を介して送信されたデータに添付された電子署名の発行時間とシステム時間とを比較し、電子署名の検証を行う。このとき、システム時間が正しい時間に設定されている必要があるが、リアルタイムクロック装置のなりすましによってシステム時間が不正な時間に設定され、電子署名を正しく検証できなくなるおそれがある。

この点、本実施形態によれば、外部デバイス２００がリアルタイムクロック装置（回路装置１００）を認証するための認証情報を、回路装置１００から外部デバイス２００へ出力できるので、リアルタイムクロック装置のなりすましのおそれを低減できる。これにより、リアルタイムクロック装置を含むシステムのセキュリティーを向上できる。

また本実施形態では、不揮発性メモリー４０は、発振回路８０の発振調整データを記憶する。具体的には不揮発性メモリー４０は、発振調整データ及び固有情報を記憶する、又は発振調整データを固有情報として記憶する。そして、インターフェース部６０は、不揮発性メモリー４０に記憶された固有情報に基づく認証情報を外部デバイス２００に出力する。

発振調整データは、発振子ＸＴＡＬと発振回路８０の発振特性を調整（設定）するためのデータである。例えば、基準温度（例えば摂氏２５度）における発振周波数を所定周波数（仕様で規定される周波数）に調整するデータである。或いは、回路装置１００が発振周波数の温度補償を行う場合には、発振調整データは温度補償データである。発振調整データは、例えばアナログ回路（例えば基準電圧を出力する抵抗分割回路やアンプ回路等）のトリミングデータや、キャパシターアレイのスイッチを制御する制御データである。或いは、発振調整データは、その発振調整データが処理されることで上記のトリミングデータや制御データが生成されるデータである。例えば、温度補償において、各温度に対応する制御データが不揮発性メモリー４０に記憶されている場合、その制御データが発振調整データである。或いは、温度を変数とする近似多項式によりＶＣＯの制御電圧を生成する場合、近似多項式の係数データが発振調整データである。

不揮発性メモリー４０は、例えば発振調整データとは別に固有情報を記憶している。この場合、固有情報は、例えば識別データ（ＩＤ）等の、回路装置１００に対して固有に付されたデータであり、例えば回路装置１００やリアルタイムクロック装置の製造時に不揮発性メモリー４０に書き込まれる。或いは、不揮発性メモリー４０が記憶する発振調整データを固有情報として用いてもよい。この場合、発振調整データはＰＵＦ情報である。

発振回路８０の発振調整データを記憶させておくために、不揮発性メモリー４０を設ける場合がある。本実施形態では、このような不揮発性メモリー４０の空き領域を利用して固有情報を記憶させることができる。或いは、不揮発性メモリー４０に記憶された発振調整データを固有情報として利用することができる。即ち、発振回路８０の発振特性は個体ばらつきがあるため、それを調整する発振調整データにも個体ばらつきが生じ、発振調整データを回路装置１００の固有情報として利用することができる。

なお、上記では不揮発性メモリー４０が固有情報を記憶する場合を説明したが、本実施形態はこれに限定されない。即ち、不揮発性メモリー４０以外の構成要素が固有情報を出力又は記憶又は生成してもよい。例えば、回路装置１００がＳＲＡＭを含み、回路装置１００の起動時におけるＳＲＡＭの初期データ（ＰＵＦ情報）を固有情報として用いてもよい。或いは、回路装置１００が、遅延素子の遅延時間の個体ばらつきを利用してＰＵＦ情報を生成するＰＵＦ回路を含み、そのＰＵＦ回路が出力するＰＵＦ情報を固有情報として用いてもよい。

また本実施形態では、回路装置１００は、暗号処理部（例えば図４、図５の暗号処理部１４。暗号処理回路）を含んでもよい。そしてインターフェース部６０は、暗号処理部により暗号化された認証情報を外部デバイス２００に出力してもよい。

暗号処理（暗号化、復号）としては、例えばＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）等の共通鍵暗号方式や、例えばＲＳＡ等の公開鍵暗号方式を用いることができる。なお、暗号処理部は例えば図４等に示すように処理部１０に含まれてもよいし、或いは、処理部１０とは別の回路として設けられてもよい。

このようにすれば、認証情報を非暗号化データ（例えば平文データ）で回路装置１００が外部デバイス２００に送信する場合に比べて、セキュリティーを向上できる（セキュリティーが破られる可能性を低減できる）。

また本実施形態では、インターフェース部６０は、外部デバイス２００を認証するための外部デバイス認証情報を受信してもよい。そして、処理部１０は、外部デバイス認証情報に基づいて外部デバイス２００の認証処理を行ってもよい。

具体的には、外部デバイス２００の処理部２１０がインターフェース部２２０を介して外部デバイス認証情報を送信し、その外部デバイス認証情報を回路装置１００のインターフェース部６０が受信する。外部デバイス認証情報は、例えば回路装置１００が出力する認証情報と同様にＰＵＦ情報や識別情報であってもよいし、或いは、ランダムデータ（例えば乱数データ等）であってもよい。回路装置１００の処理部１０は、受信された外部デバイス認証情報に基づいて認証処理を行い、外部デバイス２００を認証するか否か（外部デバイス２００との通信を許可するか否か）を判断する。例えば、受信した外部デバイス認証情報と期待値とを比較することで認証処理を行う。認証に失敗した場合は、それ以後の外部デバイス２００との通信を許可せず、認証に成功した場合は、外部デバイス２００との間のデータ通信等の通常の通信処理を許可する。

このようにすれば、外部デバイス２００と回路装置１００（リアルタイムクロック装置）との間で相互認証を行うことが可能になる。即ち、リアルタイムクロック装置のなりすましだけでなく、外部デバイス２００のなりすましに対してもセキュリティーを向上できる。

また本実施形態では、暗号処理部は、暗号化された外部デバイス認証情報の復号を行ってもよい。

具体的には、外部デバイス２００の処理部２１０が外部デバイス認証情報を暗号化処理し、回路装置１００の暗号処理部が、その暗号化処理された外部デバイス認証情報を復号処理する。

このようにすれば、外部デバイス認証情報を非暗号化データ（例えば平文データ）で外部デバイス２００から回路装置１００が受信する場合に比べて、セキュリティーを向上できる。また、回路装置１００から外部デバイス２００へ送信する認証情報を暗号化する暗号処理部を共用して、外部デバイス認証情報を復号できる。

また本実施形態では、回路装置１００は、乱数データを出力する乱数データ出力部（例えば図３〜図５の乱数データ出力部１３。乱数データ出力回路）を含んでもよい。そして、インターフェース部６０は、固有情報と乱数データとの組み合わせによって生成された認証情報を外部デバイス２００に出力する。

具体的には、乱数データ出力部１３は、時系列に値がランダムに変化するデータ、或いは回路装置の個体毎にランダムな値をとるデータを乱数データとして出力する。処理部１０は、固有情報と乱数データとを組み合わせて認証情報を生成し、インターフェース部６０を介して外部デバイス２００に出力する。なお、乱数データ出力部は例えば図３等に示すように処理部１０に含まれてもよいし、或いは、処理部１０とは別の回路として設けられてもよい。固有情報と乱数データの組み合わせ情報（どのように組み合わせるかを示す情報）は、予め回路装置１００と外部デバイス２００で共有されている。そして、外部デバイス２００の処理部２１０は、組み合わせ情報に基づいて、受信した認証情報から固有情報を抽出し、その固有情報に基づいて認証処理を行う。

このようにすれば、乱数データを組み合わせずに生成した認証情報を回路装置１００が外部デバイス２００に送信する場合に比べて、認証情報が複雑になるため、セキュリティーを向上できる（セキュリティーが破られる可能性を低減できる）。

また本実施形態では、認証情報は、その認証情報の所与のビットに固有情報のビットが割り当てられ、認証情報の他のビットに乱数データのビットが割り当てられたデータである。

このように固有情報のビットと乱数データのビットとを織り交ぜることで固有情報と乱数データを組み合わせて認証情報を生成することができる。外部デバイス２００は、固有情報のビットが割り当てられた所与のビットを認証情報から取り出すことで、固有情報を取得できる。

なお、固有情報と乱数データの組み合わせ手法はこれに限定されず、種々の手法を用いることができる。例えば、固有情報と乱数データを用いて何らかの演算処理（例えば加算や乗算）を行って認証情報を生成してもよい。

また本実施形態では、インターフェース部６０は、固有情報と回路特性調整データとの組み合わせによって生成された認証情報を出力してもよい。

回路特性調整データは、回路装置１００の各部の特性を調整（設定）するためのデータである。例えば、回路装置１００の各部に供給される基準電圧を調整するデータである。或いは、上述した発振調整データを回路特性調整データとして用いてもよい。回路特性調整データは、例えばアナログ回路（例えば基準電圧を出力する抵抗分割回路やアンプ回路等）のトリミングデータであり、例えば不揮発性メモリー４０に記憶されている。

回路特性は個体ばらつきがあるため、それを調整する回路特性調整データにも個体ばらつきが生じる。そのため、回路特性調整データを乱数データとして用いることが可能である。回路特性調整データは、上述した回路装置の個体毎にランダムな値をとる乱数データに対応する。

また本実施形態では、認証情報は、認証情報の所与のビットに固有情報のビットが割り当てられ、認証情報の他のビットに回路特性調整データのビットが割り当てられたデータである。

このように固有情報のビットと回路特性調整データのビットとを織り交ぜることで固有情報と回路特性調整データを組み合わせて認証情報を生成することができる。外部デバイス２００は、固有情報のビットが割り当てられた所与のビットを認証情報から取り出すことで、固有情報を取得できる。

なお、固有情報と回路特性調整データの組み合わせ手法はこれに限定されず、種々の手法を用いることができる。例えば、固有情報と回路特性調整データを用いて何らかの演算処理（例えば加算や乗算）を行って認証情報を生成してもよい。

また本実施形態では、固有情報は、回路装置１００の固有のＰＵＦ情報であってもよい。

ＰＵＦ情報は、ハードウェア特性の個体ばらつきを利用して取得される、回路装置に固有のデータ（ＰＵＦコード）である。上述のように、ＰＵＦ情報の一例は、不揮発性メモリー４０に記憶される発振調整データや、電源投入時のＳＲＡＭ初期データや、遅延素子の遅延時間の個体ばらつきを利用したＰＵＦ回路の出力データである。

ＰＵＦ情報はハードウェア特性の個体ばらつきを利用しているため、同じＰＵＦ情報を有する回路装置を複製できる可能性は非常に低い。このようなＰＵＦ情報を固有情報として利用することで、複製等によるリアルタイムクロック装置のなりすましのおそれを低減し、セキュリティーを向上できる。

また本実施形態では、ＰＵＦ情報は、発振信号の発振周波数の温度補償データに基づいて生成された情報であってもよい。

具体的には、不揮発性メモリー４０（記憶部）が、発振信号の発振周波数の温度補償データを記憶する。そして処理部１０は、温度補償データに基づいて回路装置１００の固有のＰＵＦ情報を生成する。

温度補償は、発振信号の発振周波数の温度特性（温度依存性）をキャンセル（抑制）し、発振周波数を一定（略一定）に保つことである。温度補償データは、その温度補償に用いるデータである。例えば、温度補償データは、発振回路に設けられたキャパシターアレイのスイッチを制御する制御データである。或いは、温度補償データは、その温度補償データが処理されることで制御データが生成されるデータである。例えば、各温度に対応する制御データが不揮発性メモリー４０に記憶されており、測定された温度に対応する制御データによりキャパシターアレイを制御する。この制御データが温度補償データである。或いは、温度を変数とする近似多項式によりＶＣＯの制御電圧を生成する場合、近似多項式の係数データが温度補償データである。なお、温度補償データが不揮発性メモリー４０に記憶される場合に限定されず、温度補償データはＳＲＡＭ等のＲＡＭや、レジスター、ヒューズ等に記憶されていてもよい。

本実施形態によれば、ＰＵＦ情報はハードウェア特性の個体ばらつきを利用しているため、同じＰＵＦ情報を有する回路装置を複製できる可能性は非常に低い。このようなＰＵＦ情報を利用することで、複製等によるリアルタイムクロック装置のなりすましのおそれや、外部デバイスのなりすましのおそれを低減し、セキュリティーを向上できる。また、温度補償を行う発振デバイスは温度補償データを記憶しており、この温度補償データは個体ばらつきを有する。そのため、その温度補償データから回路装置に固有のＰＵＦ情報を生成することが可能である。

なお、以上では本発明の手法をリアルタイムクロック装置に適用した場合を例に説明したが、本発明の手法を物理量測定装置に適用してもよい。図１２には、物理量測定装置の一例として時間デジタル変換器を示す。ここでは概要を説明し、詳細は後述する。

図１２に示す実施形態では、回路装置７５０は、発振信号に基づいて、時間デジタル変換を行う時間デジタル変換回路７４０を含む。そして、インターフェース部６０は、時間デジタル変換に基づき生成された情報（例えば時間のデジタル値ＤＱ）を外部デバイス２００に出力する。

時間デジタル変換器は、例えばＴＯＦ（Time Of Flight）方式の測距センサーに利用されており、測距センサーは、例えば車載デバイスが自動車の周囲の物体までの距離を検出するために利用される。例えば、このような測距技術はドライバーアシストや、自動運転の実現に用いられる。

このような時間デジタル変換器（物理量測定装置）は、リアルタイムクロック装置と同様に、外部デバイス（例えばＳＯＣ）と通信を行うデバイスの一つである。即ち、リアルタイムクロック装置と同様になりすましのおそれがある。本実施形態によれば、回路装置７５０（インターフェース部６０）が外部デバイス２００に認証情報を出力するので、外部デバイス２００が時間デジタル変換器を認証でき、時間デジタル変換器のなりすましのおそれを低減できる。これにより、例えば正当な時間デジタル変換器の出力に基づいて車載デバイスが測距を行うことが可能になる。

２．回路装置及びシステムの詳細な構成例
図２は、本実施形態の回路装置１００及び回路装置１００を含むシステムの第１の詳細な構成例である。なお、図２では構成及び動作（処理）を模式的に図示している。また、発振回路８０や計時部３０、処理部１０は図示を省略している。

第１の詳細な構成例では、回路装置１００のインターフェース部６０は、ＰＵＦ情報ＤＡ１を認証情報として外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。ＰＵＦ情報は例えば不揮発性メモリー４０に記憶されたデータであるが、これに限定されず、ＳＲＡＭ初期データやＰＵＦ回路から出力されるデータであってもよい。また、固有情報を出力すればよいので、ＰＵＦ情報の代わりに識別情報（ＩＤ）が出力されてもよい。

また回路装置１００のインターフェース部６０は、不揮発性メモリー４０に記憶された公開鍵ＤＡ２を外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。公開鍵ＤＡ２は、例えばシステムの製造時（発振デバイス又は物理量測定装置を組み込んだ電子機器等の製造時）に不揮発性メモリー４０に書き込まれる。

外部デバイス２００の処理部２１０は、受信したＰＵＦ情報ＤＡ１と公開鍵ＤＡ２に基づいて演算処理ＳＡ１（例えば復号処理）を行い、ＰＵＦコードＤＡ３を生成する。例えば、公開鍵ＤＡ２は、回路装置１００に固有のＰＵＦ情報ＤＡ１から、外部デバイス２００が記憶している期待値ＤＡ４を復号できるように予め生成された鍵データである。この公開鍵ＤＡ２を使ってＰＵＦ情報ＤＡ１に復号処理（演算処理ＳＡ１）を行うことで、ＰＵＦコードＤＡ３を生成する。

処理部２１０は、生成されたＰＵＦコードＤＡ３と期待値ＤＡ４とを比較する処理ＳＡ２を行い、比較結果に基づいて認証処理を行う。即ち、ＰＵＦコードＤＡ３と期待値ＤＡ４が一致した場合には認証成立と判定し、ＰＵＦコードＤＡ３と期待値ＤＡ４が一致しなかった場合には認証不成立と判定する。

図３は、本実施形態の回路装置１００及び回路装置１００を含むシステムの第２の詳細な構成例である。なお、図３では構成及び動作（処理）を模式的に図示している。また、発振回路８０や計時部３０は図示を省略している。また、第１の詳細な構成例と同様の動作については適宜、説明を省略する。

第２の詳細な構成例では、回路装置１００の処理部１０は、不揮発性メモリー４０に記憶されたＰＵＦ情報ＤＢ２と、乱数データ出力部１３から出力される乱数データＤＢ１とを組み合わせて認証情報を生成する処理ＳＢ１を行う。インターフェース部６０は、その認証情報を外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。また、回路装置１００のインターフェース部６０は、不揮発性メモリー４０に記憶された公開鍵ＤＢ３を外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。

外部デバイス２００の処理部２１０は、受信した認証情報からＰＵＦ情報ＤＢ２を抽出する。処理部２１０は、抽出したＰＵＦ情報ＤＢ２と受信した公開鍵ＤＢ３に基づいて演算処理ＳＢ２（例えば復号処理）を行い、ＰＵＦコードＤＢ４を生成する。処理部２１０は、生成されたＰＵＦコードＤＢ４と期待値ＤＢ５とを比較する処理ＳＢ３を行い、比較結果に基づいて認証処理を行う。

図４は、本実施形態の回路装置１００及び回路装置１００を含むシステムの第３の詳細な構成例である。なお、図４では構成及び動作（処理）を模式的に図示している。また、発振回路８０や計時部３０は図示を省略している。また、第１、第２の詳細な構成例と同様の動作については適宜、説明を省略する。

第３の詳細な構成例では、回路装置１００の処理部１０は、不揮発性メモリー４０に記憶されたＰＵＦ情報ＤＣ２と、乱数データ出力部１３から出力される乱数データＤＣ１とを組み合わせる処理ＳＣ１を行う。そして、暗号処理部１４が、処理ＳＣ１の出力データを暗号化し、インターフェース部６０が、暗号化されたデータを認証情報として外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。例えば、暗号処理部１４は、外部デバイス２００と共通の共通鍵を用いてＡＥＳ方式により暗号化を行う。また、回路装置１００のインターフェース部６０は、不揮発性メモリー４０に記憶された公開鍵ＤＣ３を外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。

外部デバイス２００の暗号処理部２１４は、受信した認証情報からＰＵＦ情報ＤＣ２を復号する。例えば、暗号処理部２１４は、回路装置１００と共通の共通鍵を用いてＡＥＳ方式により復号を行う。処理部２１０は、復号されたＰＵＦ情報ＤＣ２と受信した公開鍵ＤＣ３に基づいて演算処理ＳＣ２（例えば復号処理）を行い、ＰＵＦコードＤＣ４を生成する。処理部２１０は、生成されたＰＵＦコードＤＣ４と期待値ＤＣ５とを比較する処理ＳＣ３を行い、比較結果に基づいて認証処理を行う。

図５は、本実施形態の回路装置１００及び回路装置１００を含むシステムの第４の詳細な構成例である。なお、図５では構成及び動作（処理）を模式的に図示している。また、発振回路８０や計時部３０は図示を省略している。また、第１〜第３の詳細な構成例と同様の動作については適宜、説明を省略する。

第４の詳細な構成例では、外部デバイス２００が回路装置１００を認証する第１認証処理と、回路装置１００が外部デバイス２００を認証する第２認証処理とを行う。

第１認証処理では、回路装置１００の処理部１０が、ＰＵＦ情報ＤＤ２と乱数データＤＤ１とを組み合わせる処理ＳＤ１を行い、暗号処理部１４が、処理ＳＤ１の出力データを暗号化し、インターフェース部６０が、暗号化されたデータを認証情報として外部デバイス２００のインターフェース部２２０に送信する。外部デバイス２００の暗号処理部２１４は、受信した認証情報からＰＵＦ情報ＤＤ２を復号し、復号されたＰＵＦ情報ＤＤ２と期待値ＤＤ５とを比較する処理ＳＤ３を行い、比較結果に基づいて認証処理を行う。

第２認証処理では、外部デバイス２００の乱数データ出力部２１３が乱数データＤＤ４を出力し、暗号処理部２１４が、その乱数データＤＤ４を暗号化する。インターフェース部２２０は、乱数データＤＤ４が暗号化されたデータ（外部デバイス認証情報）と、平文の乱数データＤＤ４とを回路装置１００のインターフェース部６０に送信する。回路装置１００の暗号処理部１４は、受信した、暗号化されたデータを復号して乱数データＤＤ３を生成する。処理部１０は、復号された乱数データＤＤ３と、受信した平文の乱数データＤＤ４（期待値）とを比較する処理ＳＤ２を行い、比較結果に基づいて認証処理を行う。

３．認証情報の生成手法
温度補償データを固有情報として用いる場合において、固有情報から認証情報を生成する手法の詳細な例を説明する。

図６は、本実施形態の回路装置１００の第２の構成例及び発振回路の詳細な構成例である。回路装置１００は、温度センサー５、不揮発性メモリー４０、処理部１０、発振回路８０を含む。なお、図６では計時部３０を省略している。

発振回路８０は、発振子ＸＴＡＬを駆動して（発振させて）発振信号ＯＳＣを生成する増幅回路８１と、発振信号の発振周波数を調整する可変容量回路８２とを含む。増幅回路８１は、発振子ＸＴＡＬの一端に接続される第１のノードと、発振子のＸＴＡＬの他端に接続される第２のノードを有する。可変容量回路８２は、増幅回路８１の第１のノード（又は第２のノード）に設けられており、キャパシターアレイで構成されている。具体的には、可変容量回路８２は、一端が第１のノードに接続されるスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｍと、一端がスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｍの他端に接続されるキャパシターＣ１〜Ｃｍと、を含む。ｍは２以上の整数である。キャパシターＣ１〜Ｃｍの他端は基準電圧（例えば低電位側電源電圧）のノードに接続される。キャパシターＣ１〜Ｃｍの容量値は、例えばバイナリー（２の累乗）で重み付けされている。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｍは、例えばトランジスターで構成される。

温度センサー５は、回路装置１００の温度（環境温度。回路装置１００の基板の温度）を検出するセンサーである。具体的には、温度センサー５は、温度検出信号を出力するセンサー回路と、温度検出信号をＡ／Ｄ変換して温度検出データを出力するＡ／Ｄ変換回路とを含む。センサー回路は、例えばＰＮ接合の順方向電圧の温度依存性に基づいて温度検出信号を生成する回路である。

不揮発性メモリー４０は、温度補償を行う温度範囲の各温度に対応した温度補償データを記憶している。そして、不揮発性メモリー４０は、温度検出データに対応した温度の温度補償データを出力する。

図７は、不揮発性メモリー４０に記憶される温度補償データの例である。不揮発性メモリー４０のアドレス０〜アドレス１２７の記憶領域に温度補償データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ１２７が記憶されている。１つのアドレスは、温度範囲の中の１つの温度に対応している。例えば、温度範囲を１２８等分した１２８点の温度に対してアドレス０〜アドレス１２７が対応している。温度補償データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ１２７の各データは、第１〜第ｍのビットＤ１〜Ｄｍからなるデータである。

処理部１０は、温度検出データを不揮発性メモリー４０のアドレスにデコードして、そのアドレスの温度補償データを不揮発性メモリー４０から読み出す。処理部１０は、温度補償データのビットＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｍに対応した制御信号を、可変容量回路８２のスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、・・・、ＳＷｍに出力する。例えば、ビットＤｉ＝１の場合にはスイッチ素子ＳＷｉがオンになり、ビットＤｉ＝０の場合にはスイッチ素子ＳＷｉがオフになる。ｉは１以上でｍ以下の整数である。

以上のようにして、温度補償データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ１２７の中から検出温度に応じた温度補償データが選択され、その温度補償データによりキャパシターＣ１〜Ｃｍの接続及び非接続が選択されることで、発振信号ＯＳＣの発振周波数が温度補償される。温度補償データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ１２７は、発振信号ＯＳＣの発振周波数が温度に依らず一定（略一定を含む）となるように、発振デバイスや物理量測定装置の製造時に測定されたデータである。

図８は、温度に対する可変容量回路８２の容量値の特性例である。図８では、温度に対応したアドレスを横軸としている。

発振子ＸＴＡＬの発振周波数の温度特性は、温度に対して２次関数（略２次関数）の特性を有しており、それに対応して容量値の特性も２次関数（略２次関数）の特性となっている。図８には、５つのサンプル（発振デバイス）での容量値の特性ＴＳ１〜ＴＳ５を例として図示している。この特性ＴＳ１〜ＴＳ５から分かるように、サンプル毎に容量値の特性が異なっていることがわかる。例えば、２次関数の極大値や、２次関数が極大値をとるアドレス、２次関数の各次の係数（例えば２次の係数は放物線の開き具合に関係する）が異なっている。

本実施形態では、アドレス０〜１２７の温度補償データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ１２７のうち、一部（１又は複数）のアドレスの温度補償データを不揮発性メモリー４０から読み出し、その複数のアドレスの温度補償データで固有情報を生成する。例えば、１つのアドレスの温度補償データが１０ビット（ｍ＝１０）のデータであり、１００ビットの固有情報を生成する場合、１０個のアドレスから温度補償データを読み出して、その１０個の温度補償データを結合して固有情報とする。例えば、１０ビット×１０個の温度補償データを固有情報のＬＳＢ側から順に並べて１００ビットのデータとする。

図９は、固有情報を生成する際のアドレス選択の例である。例１〜例６には、種々のパラメーターを変化させた際に、容量値の特性のばらつき（容量値の差）が出やすいアドレス領域を示している。本実施形態では、このような差が出やすいアドレス領域から温度補償データを選択し、固有情報を生成する。なお、以下ではアドレス０が温度範囲の最低温度に対応し、アドレス１２７が温度範囲の最高温度に対応する場合を例に説明する。

例１に示すように、発振子の発振周波数の温度特性の２次係数をパラメーターとして変化させ、それ以外のパラメーターを固定した（と仮定した）場合、低温度側アドレスと高温度側アドレスの温度補償データのばらつきが大きくなると想定される。

低温度側アドレスとは、アドレス０〜１２７のうち、低温度側の温度に対応したアドレスである。具体的には、アドレス０、或いはアドレス０付近の複数のアドレス（例えば２〜５個のアドレス）である。高温度側アドレスとは、アドレス０〜１２７のうち、高温度側の温度に対応したアドレスである。具体的には、アドレス１２７、或いはアドレス１２７付近の複数のアドレス（例えば２〜５個のアドレス）である。

例２に示すように、発振子の発振周波数の温度特性の頂点温度（極大値をとる温度）をパラメーターとして変化させ、それ以外のパラメーターを固定した（と仮定した）場合、低温度側アドレスと高温度側アドレスの温度補償データのばらつきが大きくなると想定される。

例３に示すように、摂氏２５度（いわゆる室温）での発振子の発振周波数をパラメーターとして変化させ、それ以外のパラメーターを固定した（と仮定した）場合、中温度アドレスの温度補償データのばらつきが大きくなると想定される。

中温度アドレスとは、アドレス０〜１２７のうち、低温度側アドレスと高温度側アドレスの間のアドレスである。具体的には、アドレス６３、或いはアドレス６３付近の複数のアドレス（例えば２〜５個のアドレス）である。

例４に示すように、発振子の発振周波数を調整する調整回路の容量値の緩急特性をパラメーターとして変化させ、それ以外のパラメーターを固定した（と仮定した）場合、低温度側アドレスと高温度側アドレスの温度補償データのばらつきが大きくなると想定される。緩急特性とは、調整回路の容量値に対する発振周波数の特性であり、その特性の傾きは容量値変化に対する発振周波数変化（感度）を表す。

例５に示すように、温度検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換精度をパラメーターとして変化させ、それ以外のパラメーターを固定した（と仮定した）場合、低温度側アドレスと高温度側アドレスの温度補償データのばらつきが大きくなると想定される。

例６に示すように、調整回路のキャパシターＣ１〜Ｃｍの容量値ばらつきをパラメーターとして変化させ、それ以外のパラメーターを固定した（と仮定した）場合、低温度側アドレスと高温度側アドレスの温度補償データのばらつきが大きくなると想定される。

以上の例１〜例６から、本実施形態では低温度側アドレス、高温度側アドレス、その間のアドレス（中温度アドレス）の温度補償データを固有情報として用いる。例えば、低温度側アドレス、高温度側アドレス、その間のアドレスのうち１つ、或いは望ましくは２つ以上を用いる。複数の温度領域から温度補償データを選択した方が、固有情報のユニーク性が高くなる（重複率が下がる）と期待できる。また、選択するアドレスの個数が多いほど固有情報のユニーク性が高くなると期待できる。

４．回路装置の詳細な構成例
図１０は、本実施形態の回路装置１００の詳細な構成例である。回路装置１００は、処理部１０（処理回路）、メモリー２１、不揮発性メモリー４０、計時部３０（計時回路）、温度センサー５を含む。また回路装置１００は、電源制御部５０（電源制御回路）、インターフェース部６０（インターフェース回路）、割り込み制御部７０（割り込み制御回路）、発振回路８０、クロック信号出力制御部９０（クロック信号出力回路）、端子ＴＶＢＡＴ、ＴＶＯＵＴ、ＴＶＤＤ、ＴＥＶＩＮ、ＴＳＣＬ、ＴＳＤＡ、ＴＩＲＱ、ＴＦＯＵＴ、ＸＩ、ＸＯを含む。なお、図１等で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。ここで、回路装置は図１０の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。

端子ＴＶＢＡＴには、バックアップ電源から供給されるバックアップ電源電圧ＶＢＡＴが入力される。端子ＴＶＤＤには、主電源から供給される主電源電圧ＶＤＤが入力される。電源制御部５０は、主電源電圧ＶＤＤ又はバックアップ電源電圧ＶＢＡＴを選択し、その選択した電圧を電圧ＶＯＵＴ（回路装置１００の内部電源電圧）として回路装置１００の各部に供給する。具体的には、主電源電圧ＶＤＤが所与の電圧を超えている場合には主電源電圧ＶＤＤを選択し、主電源電圧ＶＤＤが所与の電圧を下回った場合にはバックアップ電源電圧ＶＢＡＴを選択する。例えば電源制御部５０は、主電源電圧ＶＤＤと所与の電圧を比較するコンパレーターと、コンパレーターの出力に基づいてオン及びオフが制御されるアナログスイッチ回路とで構成される。

処理部１０は、回路装置１００の各部を制御する制御部１１と、イベント制御処理を行うイベント制御部１２と、を含む。

具体的には、イベント制御部１２には、イベント（外部イベント）が発生したか否かを示す信号ＥＶＩＮが、回路装置１００の外部から端子ＴＥＶＩＮを介して入力される。イベント制御部１２は、信号ＥＶＩＮが非アクティブからアクティブに変化した場合に、そのことを制御部１１に通知する。制御部１１は、その通知を受けた場合に、そのイベントのタイムスタンプ（計時データ）をメモリー２１に書き込む。メモリー２１は例えばＳＲＡＭ等のＲＡＭである。

乱数データ出力部１３は、固有情報に組み合わせるための乱数データを出力する。制御部１１は、固有情報と乱数データを組み合わせて認証情報を生成し、暗号処理部１４へ出力する。暗号処理部１４は、認証情報を暗号化し、インターフェース部６０へ出力する。

発振回路８０は、端子ＸＩを介して発振子ＸＴＡＬの一端と接続され、端子ＸＯを介して発振子ＸＴＡＬの他端と接続されており、発振子ＸＴＡＬを駆動して発振させる。発振回路８０は、例えば図６で説明した構成であるが、これに限定されない。例えば、温度補償を行わない場合には可変容量回路８２が省略されてもよい。

発振子ＸＴＡＬは、例えば水晶振動子等の圧電振動子である。或いは発振子ＸＴＡＬは共振器（電気機械的な共振子又は電気的な共振回路）であってもよい。発振子ＸＴＡＬとしては、圧電振動子、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子等を採用できる。発振子ＸＴＡＬの基板材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることができる。発振子ＸＴＡＬの励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。

計時部３０は、発振回路８０が生成した発振信号を分周して所定周波数（例えば１ｋＨｚ）のクロック信号を生成する分周器３１と、分周器３１が生成したクロック信号を更に分周して１Ｈｚのクロック信号を生成する分周器３２と、その１Ｈｚのクロック信号をカウントして計時データを生成する計時データ生成部３３と、を含む。

例えば、計時データ生成部３３は、１Ｈｚのクロック信号をカウントするカウンターと、そのカウンターのカウント値を計時データ（年、月、日、時、分、秒のデータ）に換算する換算部と、を含む。回路装置１００（リアルタイムクロック装置）の最初の電源投入時に計時データの初期値がインターフェース部６０を介して書き込まれ、その初期値から開始して１秒毎に計時データが更新されていく。

クロック信号出力制御部９０は、発振信号に基づく複数のクロック信号（各クロック信号は周波数が異なる）のいずれかを選択し、その選択したクロック信号をクロック信号ＦＯＵＴとして端子ＴＦＯＵＴから回路装置１００の外部へ出力する。また、クロック信号出力制御部９０は、クロック信号ＦＯＵＴを非アクティブ（非出力、停止）に設定することも可能である。

インターフェース部６０は、外部デバイスと回路装置１００の間のデジタルインターフェース通信を行う。例えば、インターフェース部６０は、Ｉ２Ｃ方式やＳＰＩ方式等のシリアルインターフェース通信を行う回路である。図１０ではＩ２Ｃ方式を用いる場合を図示しており、インターフェース部６０は、端子ＴＳＣＬから入力されるクロック信号ＳＣＬに基づいて端子ＴＳＤＡを介してシリアルデータ信号ＳＤＡを入出力する。

割り込み制御部７０は、端子ＴＩＲＱを介して外部デバイスに割り込み信号ＩＲＱを出力する制御を行う。例えば、イベント制御部１２によりイベントの発生が検出された場合に、割り込み制御部７０は割り込み信号ＩＲＱをアクティブにする。

なお、上記の処理部１０、計時部３０、インターフェース部６０、割り込み制御部７０、クロック信号出力制御部９０は、例えばゲートアレイ等のロジック回路で構成される。

５．発振デバイス、物理量測定装置、電子機器、移動体
図１１は、本実施形態の回路装置を含む発振デバイスの構成例である。発振デバイス４００は、回路装置５００と、発振子ＸＴＡＬ（振動子、振動片）と、を含む。また発振デバイス４００は、回路装置５００、発振子ＸＴＡＬが収容されるパッケージ４１０を含むことができる。なお発振デバイスは図１１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

発振デバイス４００は例えばリアルタイムクロック装置や、或いはリアルタイムクロック機能を有さない発振器である。発振器は、例えばＳＰＸＯ（Simple Packaged crystal Oscillator）、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated crystal Oscillator）、ＯＣＸＯ（Oven Controlled crystal Oscillator）等である。リアルタイムクロック装置の場合、回路装置５００は、例えば図１、図１０の回路装置１００に対応する。発振器の場合、回路装置５００は、例えば発振回路８０、処理部１０、インターフェース部６０を含む。また、回路装置５００は、例えば温度センサー、Ａ／Ｄ変換回路を含むことができる。

パッケージ４１０は、例えばベース部４１２とリッド部４１４により構成される。ベース部４１２は、セラミック等の絶縁材料からなる例えば箱型等の部材であり、リッド部４１４は、ベース部４１２に接合される例えば平板状等の部材である。ベース部４１２の例えば底面には外部機器と接続するための外部接続端子（外部電極）が設けられている。ベース部４１２とリッド部４１４により形成される内部空間（キャビティー）に、回路装置５００、発振子ＸＴＡＬが収容される。そしてリッド部４１４により密閉することで、回路装置５００、発振子ＸＴＡＬがパッケージ４１０内に気密に封止される。回路装置５００と発振子ＸＴＡＬは、パッケージ４１０内に実装される。そして発振子ＸＴＡＬの端子と、回路装置５００（ＩＣ）の端子（パッド）は、パッケージ４１０の内部配線により電気的に接続される。

図１２は、本実施形態の回路装置を含む物理量測定装置の構成例である。なお、以下では物理量測定装置が時間デジタル変換器（ＴＤＣ）である場合を例に説明するが、これに限定されず、物理量測定装置は発振子を用いて物理量を測定する装置（センサー）であればよい。例えば、ジャイロセンサー（振動ジャイロ）であってもよい。

図１２の物理量測定装置７００は、発振子ＸＴＡＬ１、ＸＴＡＬ２、回路装置７５０を含む。回路装置７５０は、発振回路７１０、７２０、同期化回路７３０、時間デジタル変換回路７４０、処理部１０、インターフェース部６０を含む。なお物理量測定装置は図１２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素（例えば同期化回路）を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

発振回路７１０は、発振子ＸＴＡＬ１を発振させて第１のクロック周波数ｆ１の第１のクロック信号ＣＫ１を生成する。発振回路７２０は、発振子ＸＴＡＬ２を発振させて第２のクロック周波数ｆ２の第２のクロック信号ＣＫ２を生成する。同期化回路７３０は、第１のクロック信号ＣＫ１と第２のクロック信号ＣＫ２の位相を所定周期毎に同期化する回路であり、例えばＰＬＬ回路である。時間デジタル変換回路７４０は、第１のクロック信号ＣＫ１と第２のクロック信号ＣＫ２の周波数差に対応する分解能で、第１の信号ＳＴＡ（スタート信号）と第２の信号ＳＴＰ（ストップ信号）の遷移タイミングの時間差をデジタル値ＤＱに変換する。なお、時間デジタル変換回路７４０が、第１の信号ＳＴＡを第１のクロック信号ＤＫ１に基づいて出力（自発）してもよい。処理部１０は、回路装置１００の各部の制御を行う。また、処理部１０は、デジタル値ＤＱ又は、デジタル値ＤＱに基づいて生成されたデータをインターフェース部６０を介して外部デバイスに出力する。また、処理部１０は図１等で説明した認証処理を行う。なお、回路装置７５０は、固有情報が記憶される不揮発性メモリーを含んでもよく、処理部１０は、その固有情報に基づいて認証情報を出力してもよい。

図１３は、本実施形態の回路装置を含む電子機器３００の構成例である。この電子機器３００は、回路装置５００、水晶振動子等の発振子ＸＴＡＬ、アンテナＡＮＴ、通信部５１０（通信装置）、処理部５２０（処理装置）を含む。また操作部５３０（操作装置）、表示部５４０（表示装置）、記憶部５５０（メモリー）を含むことができる。発振子ＸＴＡＬと回路装置５００により発振デバイス４００が構成される。なお電子機器３００は図１３の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば、発振デバイス４００ではなく物理量測定装置７００を含んでもよい。

図１３の電子機器３００としては、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）又はメーターパネル等の車載の電子装置や、デジタルカメラ又はビデオカメラ等の映像機器や、プリンターやプリンター複合機等の印刷機器を想定できる。或いは、ＧＰＳ内蔵時計、生体情報測定機器（脈波計、歩数計等）又は頭部装着型表示装置等のウェアラブル機器や、スマートフォン、携帯電話機、携帯型ゲーム装置、ノートＰＣ又はタブレットＰＣ等の携帯情報端末（移動端末）や、コンテンツを配信するコンテンツ提供端末や、或いは基地局又はルーター等のネットワーク関連機器などの種々の機器を想定できる。

通信部５１０（無線回路）は、アンテナＡＮＴを介して外部からデータを受信したり、外部にデータを送信する処理を行う。処理部５２０は、電子機器３００の制御処理や、通信部５１０を介して送受信されるデータの種々のデジタル処理などを行う。この処理部５２０の機能は、例えばマイクロコンピューターなどのプロセッサーにより実現できる。操作部５３０は、ユーザーが入力操作を行うためのものであり、操作ボタンやタッチパネルディスプレイをなどにより実現できる。表示部５４０は、各種の情報を表示するものであり、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイにより実現できる。なお操作部５３０としてタッチパネルディスプレイを用いる場合には、このタッチパネルディスプレイが操作部５３０及び表示部５４０の機能を兼ねることになる。記憶部５５０は、データを記憶するものであり、その機能はＲＡＭやＲＯＭなどの半導体メモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。

図１４は、本実施形態の回路装置を含む移動体の例を示す。本実施形態の回路装置（発振デバイス、物理量測定装置）は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器（車載機器）を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。図１４は移動体の具体例としての自動車６００を概略的に示している。自動車６００は、携帯無線通信等のモバイル通信を行う通信部６１０、ブルートゥース（登録商標）通信を通信部６２０、ＵＳＢ等の有線通信を行う通信部６３０、それら通信部と内部ネットワークのゲートウェイ処理を行うゲートウェイ装置６４０、内部ネットワークに接続される制御ユニット（制御装置）ＥＣＵ１、ＥＣＵ２を含む。制御ユニットＥＣＵ１、ＥＣＵ２は、例えばエンジン制御等の走行に関わるシステムの制御を行う制御ユニットや、ドアの開閉等のボディーに関わるシステムの制御を行う制御ユニットや、カーオーディオ等の情報処理を行う制御ユニット等である。制御ユニットＥＣＵ１は、処理装置ＳＯＣ１（外部デバイス）と、処理装置ＳＯＣ１と通信するリアルタイムクロック装置ＲＴＣ１を含む。リアルタイムクロック装置ＲＴＣ１は回路装置５０１を含む。制御ユニットＥＣＵ２は、処理装置ＳＯＣ２（外部デバイス）と、処理装置ＳＯＣ２と通信するリアルタイムクロック装置ＲＴＣ２を含む。リアルタイムクロック装置ＲＴＣ２は回路装置５０２を含む。回路装置５０１、５０２は、例えば図１、図１０の回路装置１００に対応する。なお、制御ユニットＥＣＵ１、ＥＣＵ２は、リアルタイムクロック装置以外の発振デバイスを含んでもよいし、或いは物理量測定装置（図１２の回路装置７５０）を含んでもよい。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また回路装置、発振デバイス、物理量測定装置、電子機器、移動体の構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

５…温度センサー、１０…処理部、１１…制御部、１２…イベント制御部、
１３…乱数データ出力部、１４…暗号処理部、２１…メモリー、３０…計時部、
３１…分周器、３２…分周器、３３…計時データ生成部、４０…不揮発性メモリー、
５０…電源制御部、６０…インターフェース部、７０…割り込み制御部、
８０…発振回路、８１…増幅回路、８２…調整回路、９０…クロック信号出力制御部、
１００…回路装置、２００…外部デバイス、２１０…処理部、
２１３…乱数データ出力部、２１４…暗号処理部、２２０…インターフェース部、
３００…電子機器、４００…発振デバイス、４１０…パッケージ、４１２…ベース部、
４１４…リッド部、５００…回路装置、５０１…回路装置、５０２…回路装置、
５１０…通信部、５２０…処理部、５３０…操作部、５４０…表示部、
５５０…記憶部、６００…自動車、６１０…通信部、６２０…通信部、
６３０…通信部、６４０…ゲートウェイ装置、７００…物理量測定装置、
７１０…発振回路、７２０…発振回路、７３０…同期化回路、
７４０…時間デジタル変換回路、７５０…回路装置、
ＤＡ１…ＰＵＦ情報、ＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ１２７…温度補償データ、
ＤＢ１…乱数データ、ＯＳＣ…発振信号、ＸＴＡＬ…発振子、
ＸＴＡＬ１…発振子、ＸＴＡＬ２…発振子

Claims (15)

1. 発振子を用いて発振信号を生成する発振回路と、
   前記発振回路を制御する処理部と、
   回路装置の固有情報に基づく情報であって、前記回路装置を認証するための認証情報を外部デバイスに出力するインターフェース部と、
   前記発振回路の発振調整データ及び前記固有情報を記憶する、又は前記発振調整データを前記固有情報として記憶する不揮発性メモリーと、
   を含み、
   前記インターフェース部は、
   前記不揮発性メモリーに記憶された前記固有情報に基づく前記認証情報を前記外部デバイスに出力することを特徴とする回路装置。
2. 請求項１に記載の回路装置において、
   乱数データを出力する乱数データ出力部を含み、
   前記インターフェース部は、
   前記固有情報と前記乱数データとの組み合わせによって生成された前記認証情報を前記外部デバイスに出力することを特徴とする回路装置。
3. 請求項２に記載の回路装置において、
   前記認証情報は、
   前記認証情報の所与のビットに前記固有情報のビットが割り当てられ、前記認証情報の他のビットに前記乱数データのビットが割り当てられたデータであることを特徴とする回路装置。
4. 発振子を用いて発振信号を生成する発振回路と、
   前記発振回路を制御する処理部と、
   回路装置の固有情報に基づく情報であって、前記回路装置を認証するための認証情報を外部デバイスに出力するインターフェース部と、
   を含み、
   前記インターフェース部は、
   前記固有情報と回路特性調整データとの組み合わせによって生成された前記認証情報を出力することを特徴とする回路装置。
5. 請求項４に記載の回路装置において、
   前記認証情報は、
   前記認証情報の所与のビットに前記固有情報のビットが割り当てられ、前記認証情報の他のビットに前記回路特性調整データのビットが割り当てられたデータであることを特徴とする回路装置。
6. 発振子を用いて発振信号を生成する発振回路と、
   前記発振回路を制御する処理部と、
   回路装置の固有情報に基づく情報であって、前記回路装置を認証するための認証情報を外部デバイスに出力するインターフェース部と、
   を含み、
   前記固有情報は、
   前記回路装置の固有のＰＵＦ（Physically Unclonable Function）情報であり、
   前記ＰＵＦ情報は、
   前記発振信号の発振周波数の温度補償データに基づいて生成された情報であることを特徴とする回路装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回路装置において、
   前記発振信号に基づいて、リアルタイムクロック情報である計時データを生成する計時部を含み、
   前記インターフェース部は、
   前記計時データを前記外部デバイスに出力し、
   前記認証情報は、
   前記計時データを出力する前記回路装置を認証するための情報であることを特徴とする回路装置。
8. 発振子を用いて発振信号を生成する発振回路と、
   前記発振回路を制御する処理部と、
   回路装置の固有情報に基づく情報であって、前記回路装置を認証するための認証情報を外部デバイスに出力するインターフェース部と、
   前記発振信号に基づいて、時間デジタル変換を行う時間デジタル変換回路と、
   を含み、
   前記インターフェース部は、
   前記時間デジタル変換に基づき生成された情報を前記外部デバイスに出力することを特徴とする回路装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置において、
   前記インターフェース部は、
   前記外部デバイスを認証するための外部デバイス認証情報を受信し、
   前記処理部は、
   前記外部デバイス認証情報に基づいて前記外部デバイスの認証処理を行うことを特徴とする回路装置。
10. 請求項９に記載の回路装置において、
    暗号化された前記外部デバイス認証情報の復号を行う暗号処理部を含むことを特徴とする回路装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回路装置において、
    暗号処理部を含み、
    前記インターフェース部は、
    前記暗号処理部により暗号化された前記認証情報を前記外部デバイスに出力することを特徴とする回路装置。
12. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記発振子と、
    を含むことを特徴とする発振デバイス。
13. 請求項１乃至６及び請求項８のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記発振子と、
    を含むことを特徴とする物理量測定装置。
14. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記外部デバイスと、
    を含むことを特徴とする電子機器。
15. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記外部デバイスと、
    を含むことを特徴とする移動体。

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