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MSP430单片机的加密熔断器设计

发布时间:2020-07-21 17:20:54 阅读: 来源:洋酒厂家

引 言

本文引用地址:系列单片机是德州仪器(TI)公司推出的一款16位超低功耗单片机。它能够在1.8~3.6 V电压、1 MHz频率的条件下运行,耗电电流在0.1~400μA。在运算速度上,MSP430系列单片机能在8 MHz晶振的驱动下,实现125 ns的指令周期。16位的数据宽度、125 ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。

在整合方面,MSP430系列单片机将大量的CPU外围模块集成在片内,有如下一些模块:看门狗(WDT)、模拟比较器、串口、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位/14位ADC、端口0~6、基本定时器。其中定时器A、B均带有多个捕获/比较寄存器,同时可实现多路PWM输出;模拟比较器与定时器配合,可方便地实现ADC;液晶驱动多达160笔段;硬件ADC模块在小于10 μs的速率下实现10~14位的高速、高精度转换,同时提供采样/保持与参考电压;端口0、1、2能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入。

MSP430系列单片机的开发调试有多种技术方案,其中以JTAG和BOOTSTRAP(简称“BSL”)方式最为方便。对于Flash型的MSP430单片机初期开发进行的仿真,只需要1台PC机和1个JTAG控制器即可实现。进入产品级开发阶段,为了保护用户代码,烧断Flash的保护熔丝以后就无法再通过JTAG口访问单片机,这时用户对Flash中的程序再进行检查或更新就只能通过BOOT-STRAP进行。不用担心用户代码会泄露,BOOTSTRAP提供了32字节256位的密码保护,能完全确保代码的安全性。

1 熔断加密原理

MSP430系列单片机采用JTAG(实际上称为IEEE1149.1或边界扫描)接口技术,实现对单片机全部存储器的访问,包括程序Flash、ROM、RAM,并可对其进行擦除、读写。它能用于程序的下载,监测程序使用情况和各个变量与寄存器的使用情况,并可对其进行修改。JTAG接口需要4根信号线、地线和电源线。

JTAG接口为程序的调试、仿真及监控带来了很大的方便,大大提高了编程效率,缩短了开发周期;但在程序测试完成转换为产品推向市场时,就必须对程序代码进行加密处理,防止程序代码的泄漏。JTAG接口的安全性很差,只要符合JTAG标准的控制器就可以将程序代码读出,所以必须禁止JTAG功能。对于MSP430系列单片机,禁止JTAG功能的途径是将单片机内部的加密保险丝熔断,熔断后的单片机就无法再使用JTAG功能,从而达到加密程序代码的目的。

MSP430系列单片机在上电复位时会通过TDI/TCLK端对保险丝进行检测,当保险丝完好时,在TDI/TCLK和地之间会有1 mA的电流流过。保险丝检测出现在上电复位以后TMS端的第一个下降沿上,在第二个下降沿上会解除保险丝的检测,直到下一次的上电复位再进行保险丝检测,即在每一次的上电复位都会对保险丝进行检测。保险丝检测电流只有在保险丝检测方式时才会流过TDI/TCLK端,当检测不到保险丝电流时,JTAG功能就会失效,且这种加密方式是硬件方式的加密,一旦保险丝熔断,JTAG功能就永久失效了,无法再通过JTAG口访问单片机,从而保证了单片机内代码的安全。

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