随着通信、云计算和大数据的高速发展,所带来的信息安全问题也越来越被人们重视。随机数经常作为密钥或公钥、初始化向量、填充值,在现代安全系统中起着极其关键的作用。由于伪随机数是通过确定性算法产生,所以具有一定的可预测性,并不是真正的随机数,这将为安全系统中使用随机数的应用带来安全隐患。由于高可靠性信息加密的需求,伪随机数已经无法满足高质量的要求,因此真随机数的发展受到了越来越多的关注。考虑到诸如物联网等轻量级安全设备的需求,用于产生真随机数的真随机数发生器不仅要求资源开销小,而且还要保证高效的生产速率。此外,由于FPGA能够以更低的成本和更快的设计周期提供可观的运行速度,因此获得了广泛的应用。对于安全加密的硬件实现来说,FPGA是一个理想的实验平台,已经有越来越多的加密系统在FPGA上实现了高质量的真随机数发生器。本文设计了一种新型的基于FPGA平台的真随机数发生器结构,具有资源开销小、吞吐率高等优点,并且不易受环境等因素影响。本文结构通过采样环形振荡器的不确定信号来产生真随机数,与以往基于这一结构的真随机数发生器结构不同,该方法使用快速进位链技术设计了具有高采样精度的采样结构,提高了随机数生成的速度和质量。本文所提出的真随机数发生器结构在Xilinx Virtex-6FPGA开发板上进行了验证,实验结果显示该结构仅使用25个slice就能获得100Mbps的吞吐率。为了验证提出的结构的稳定性,进行了PVT测试,实验数据表明,该结构在不同电压(0.9V-1.1V)和温度(0℃-80℃)下具有良好的鲁棒性,并且适用于不同工艺的FPGA开发平台。此外,本文结构生成的真随机数均能通过NIST随机性测试。