控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制裝置，特別涉及一種通過防止在設(shè)備之間執(zhí)行的波形觀察來防止未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制和信息泄露以提高用于可編程設(shè)備的電路數(shù)據(jù)的安全性的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，F(xiàn)PGA和高的多功能性且比專用集成電路(applicat1n-specificintegrated circuits，ASIC)需要更短的開發(fā)周期的其它的類似設(shè)備已經(jīng)被越來越多地制造和利用。盡管這些優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)榈谌娇赡軓倪@些設(shè)備取出電路數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)，因而這些設(shè)備造成信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)任何這種風(fēng)險(xiǎn)的降低的需要是非常重要的。
[0003]具有重新配置邏輯電路的能力的可編程設(shè)備由于其可重新配置的性質(zhì)而容易暴露于設(shè)備的未授權(quán)復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)中，或在邏輯電路數(shù)據(jù)讀出給第三方的情況下通過數(shù)據(jù)分析泄露技術(shù)信息的風(fēng)險(xiǎn)中。為了防止這樣的風(fēng)險(xiǎn)，已知一些用于保護(hù)邏輯電路數(shù)據(jù)的方法，例如加密邏輯電路數(shù)據(jù)以禁止恢復(fù)電路，或者，分配ID碼來禁止讀取數(shù)據(jù)，除非提供匹配的ID碼。
[0004]基于軟件操作的這些方法對(duì)輸入至設(shè)備的數(shù)據(jù)本身施加作用，從而提供對(duì)抗第三方活動(dòng)(例如未經(jīng)授權(quán)的企圖還原數(shù)據(jù)或讀取并分析數(shù)據(jù))的非常高水平的安全性。
[0005]另一方面，從硬件的觀點(diǎn)考慮，在許多設(shè)備中很少有由它們本身操作的可編程邏輯設(shè)備。例如，現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable gate array，F(xiàn)PGA)具有可以外部地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性設(shè)備，并且在初始操作時(shí)，裝載存儲(chǔ)在非易失性設(shè)備中的數(shù)據(jù)，使得電路數(shù)據(jù)寫入該FPGA。在這種情況下，因?yàn)槿缟厦嫠枋龅募用艿碾娐窋?shù)據(jù)或所分配的ID碼存儲(chǔ)在外部的非易失性設(shè)備中作為配置數(shù)據(jù)，因此在電路板上的FPGA與非易失性設(shè)備之間不可避免地需要信號(hào)線。在用示波器等針對(duì)波形而監(jiān)控電路板上的信號(hào)線的情況下，這樣的FPGA造成了透露電路數(shù)據(jù)是什么的風(fēng)險(xiǎn)。或者，即使準(zhǔn)確的電路數(shù)據(jù)不能被還原，但產(chǎn)生相同的波形足以制造起到FPGA的作用的設(shè)備，從而仍然存在被第三方未經(jīng)授權(quán)復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]已經(jīng)提出了用于防止復(fù)制關(guān)于FPGA電路的信息的一些方法。例如，專利文獻(xiàn)I提出了一種用于通過控制電路配置數(shù)據(jù)至FPGA內(nèi)的傳輸來確定是否將電路配置數(shù)據(jù)傳輸至FPGA的方法。
[0007]專利文獻(xiàn)2提出了一種用于在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)使用通信接口下載用于另一模塊的電路布局?jǐn)?shù)據(jù)的方法，該電路布局?jǐn)?shù)據(jù)用少量的FPGA電路布局?jǐn)?shù)據(jù)構(gòu)造而成，以及一種用于使這樣的電路布局?jǐn)?shù)據(jù)不留在可以從外部訪問的存儲(chǔ)設(shè)備中的方法。
[0008]專利文獻(xiàn)3提出了一種用于在檢測(cè)到未經(jīng)授權(quán)的訪問的情況下，破壞任何可編程設(shè)備(例如可編程邏輯器件(programmable logic device, PLD)和FPGA)以及任何非易失性設(shè)備(例如閃速存儲(chǔ)器)的方法，也就是說，一種用于保護(hù)這些設(shè)備中的數(shù)據(jù)不被從外部讀出的方法。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開公開號(hào)2006-163522
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開公開號(hào)2004-326143
[0013]專利文獻(xiàn)3:日本特開公開號(hào)2009-110077
[0014]非專利文獻(xiàn)
[0015]非專利文獻(xiàn)1:Altera 公司提供的文獻(xiàn):Cyclone IV Device Handbook，卷 I
[0016]非專利文獻(xiàn)2:賽靈思公司提供的文獻(xiàn):Spartan_6FPGA Configurat1n GuideUG380

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明所要解決的問題
[0018]圖1是一般示出整體的常規(guī)裝置的框圖。圖2示出了用于常規(guī)裝置的流程圖。
[0019]上面的常規(guī)技術(shù)代表一般方法，而專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2包含了在網(wǎng)絡(luò)上公開的典型的配線信息。
[0020]關(guān)于作為需要電路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部的非易失性設(shè)備2中的可編程設(shè)備I的這樣的設(shè)備，為了保護(hù)電路數(shù)據(jù)或防止未授權(quán)的復(fù)制進(jìn)入具有相同功能的設(shè)備內(nèi)，必須至少從軟件的觀點(diǎn)和從硬件的觀點(diǎn)來提供安全性。例如，基于軟件加密并配置電路數(shù)據(jù)，即使當(dāng)電路數(shù)據(jù)被讀出時(shí)，也防止技術(shù)信息泄露，這是因?yàn)榫徒獯a密鑰是未知的而言，電路不能被復(fù)原。類似地，分配ID碼可以防止技術(shù)信息的泄露以及未授權(quán)的復(fù)制，這是因?yàn)榫虸D碼是未知的而言，電路不能被讀出。
[0021]然而，在硬件方面，如果在設(shè)備之間(即在可編程設(shè)備I與非易失性設(shè)備2之間)觀察到信號(hào)的波形，則因?yàn)椴ㄐ未黼娐窋?shù)據(jù)本身，包括關(guān)于任何特定的加密或ID碼的信息的數(shù)據(jù)將被獲得。盡管從波形解碼數(shù)據(jù)并不容易，但因?yàn)橐子谏上嗤牟ㄐ危蚨嬖趶?fù)制進(jìn)入具有相同功能的設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。
[0022]作為對(duì)于這些問題的基于硬件的解決方案，例如專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2公開了提尚安全性的技術(shù)。
[0023]然而，兩者涉及可編程設(shè)備與另一設(shè)備之間的連接，在從連接線捕獲到波形的情況下，均容易暴露于未授權(quán)的復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)中。
[0024]本發(fā)明的目的是通過防止在設(shè)備之間執(zhí)行的波形觀察，來防止未授權(quán)的復(fù)制和信息泄露，以提高用于可編程設(shè)備的電路數(shù)據(jù)的安全性。
[0025]解決該問題的手段
[0026]從硬件的觀點(diǎn)提供的本發(fā)明通過在設(shè)備之間(即在可編程設(shè)備與非易失性設(shè)備之間)設(shè)置電容檢測(cè)電路以便檢測(cè)波形觀察裝置的輸入電容并暫停設(shè)備之間(即在可編程設(shè)備與非易失性設(shè)備之間)的數(shù)據(jù)信號(hào)本身，來禁止波形觀察以提高安全性。
【附圖說明】
[0027]圖1示出了根據(jù)常規(guī)技術(shù)的配置；
[0028]圖2示出了根據(jù)常規(guī)技術(shù)的流程圖；
[0029]圖3示出了包括檢測(cè)用于根據(jù)本發(fā)明的第一示例的控制裝置的電容的流程圖；
[0030]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例的連接電容檢測(cè)電路的控制裝置的詳細(xì)配置；
[0031]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例的控制裝置的配置，其中電容檢測(cè)電路和檢測(cè)標(biāo)志以及用于中斷通信數(shù)據(jù)線的電路包含在非易失性設(shè)備中；
[0032]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例的控制裝置的配置，其中，電容檢測(cè)電路和檢測(cè)標(biāo)志以及用于中斷通信數(shù)據(jù)線的電路和檢測(cè)線包含在非易失性設(shè)備中；
[0033]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例的控制裝置的配置，其中，電容檢測(cè)電路和檢測(cè)標(biāo)志、虛擬數(shù)據(jù)生成電路、和用于在原始數(shù)據(jù)生成電路與虛擬數(shù)據(jù)生成電路之間切換輸出的電路包含在非易失性設(shè)備中；
[0034]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例的控制裝置的配置，其中，電容檢測(cè)電路連接至重要設(shè)置端子；以及
[0035]圖9示出了用于根據(jù)本發(fā)明的第二示例的控制裝置的通信數(shù)據(jù)線16的上升時(shí)間的放大波形。
【具體實(shí)施方式】
[0036]示例
[0037]示例I
[0038]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例的整體的控制裝置的框圖。將在下面描述根據(jù)本發(fā)明的配置。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的配置包括:可編程設(shè)備1，其中，集成電路(integrated circuit，IC)內(nèi)的電路系統(tǒng)可以自由地被重寫成任何電路；非易失性設(shè)備2，其保存用于配置該電路的數(shù)據(jù)；電容檢測(cè)電路3，其檢測(cè)利用通信時(shí)鐘線17和通信數(shù)據(jù)線16將可編程設(shè)備I連接至非易失性設(shè)備2的配線的電容的改變；以及可以生成能夠中斷用于通信數(shù)據(jù)線16或通信時(shí)鐘線17的配線的信號(hào)的電路。
[0040]電路安裝在印刷電路板上，其中，可編程設(shè)備I和非易失性設(shè)備2利用通信時(shí)鐘線17和通信數(shù)據(jù)線16彼此連接，并且用于檢測(cè)配線電容的電容檢測(cè)電路3連接至通信數(shù)據(jù)線16。連接至可編程設(shè)備I的開始下載使能端4和完成下載使能端5代表指示可編程設(shè)備I內(nèi)的操作的信號(hào)并代表用于下載數(shù)據(jù)的重要設(shè)置端子(下文中，開始下載使能端4和完成下載使能端5統(tǒng)稱為重要設(shè)置端子)。電容檢測(cè)電路3不用于檢測(cè)任何特定數(shù)值，而是僅當(dāng)由于由波形觀察裝置(例如示波器6)執(zhí)行波形觀察而存在通信數(shù)據(jù)線16的電容的改變時(shí)才運(yùn)行。當(dāng)檢測(cè)到通信數(shù)據(jù)線16的電容的改變時(shí)，開關(guān)24等中斷由通信數(shù)據(jù)線16建立的連接以停止通信。可替選地，電容檢測(cè)電路3和連接中斷開關(guān)可以設(shè)置在通信時(shí)鐘線17上，以便暫停時(shí)鐘，從而也可以停止通信。因此，代替連接至通信數(shù)據(jù)線16，將用于檢測(cè)配線電容的電容檢測(cè)電路3連接至通信時(shí)鐘線17或既連接至通信數(shù)據(jù)線16又連接至通信時(shí)鐘線17也可以實(shí)現(xiàn)類似的操作。
[0041]首先，當(dāng)從外部電源將電力供給至可編程設(shè)備I和非易失性設(shè)備2時(shí)，開始下載使能端接通，以開始下載配置數(shù)據(jù)，然后開始從非易失性設(shè)備2下載配置數(shù)據(jù)至可編程設(shè)備1如果在下載過程中檢測(cè)到通信數(shù)據(jù)線16的電容的任何改變，則電容檢測(cè)電路3使開關(guān)24中斷通信數(shù)據(jù)線16，從而停止下載。這樣，電路數(shù)據(jù)可以受到保護(hù)而不被讀出。
[0042]從開始下載使能端4接通時(shí)且一直到完成下載使能端5接通時(shí)，電路數(shù)據(jù)可以被讀出。完成下載使能端5保持?jǐn)嚅_，直到下載完成且電路固定。一旦完成下載使能端5接通，可編程設(shè)備I與非易失性設(shè)備2之間不建立通信，從而不可以讀出電路數(shù)據(jù)。也就是說，電容檢測(cè)電路3的輸出端可以連接