随机数序列在科学研究和工程技术等方面得到了广泛的应用，其作用越来越重要。现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)技术为集成随机数发生器提供了条件。现有的真随机数发生器大多基于外界物理随机源开展研究，这类真随机数发生器的缺点是序列生成速度慢，随机性差。有学者提出了混合随机数发生器的设计策略，提高了生成序列的随机性，但序列的生成效率并未改善。本文依据振荡采样的方法，设计了一种基于锁相环(PLL)的真随机数发生器(PLL-TRNG)，以IP核的方式实现，在保证生成序列的随机性的前提下，提高了序列的生成效率和系统安全性。本文分析了随机数产生的一般方法和它们各自的特点，以较常用的物理随机源——振荡环(Ring Oscillator)为基础，比较了采用PLL、RO分别作为随机源产生随机序列的特点和性能差异；分析了不同采样频率下两种真随机数发生器的性能；对所产生的随机序列进行后处理，消除偏差；对随机序列进行了统计测试与分析。测试表明，在工作频率低于1MHz或高于50MHz的情况下，PLL较RO方法产生随机数性能更优。PLL-TRNG达到了预期设计目标，在不影响随机序列统计特性的情况下，极大地提高了随机序列生成速率，具有良好的应用价值。