一種基于改寫(xiě)策略的安全SRAM芯片的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著信息社會(huì)的來(lái)臨，信息安全問(wèn)題逐步成為了國(guó)家、企業(yè)、個(gè)人等信息擁有者的最關(guān)注的話(huà)題之一，其重要性不言而喻。作為信息載體的集成電路芯片本身也面臨著越來(lái)越多的安全問(wèn)題，以往認(rèn)為的集成電路先天的保密性已經(jīng)不復(fù)存在。作為常保存敏感數(shù)據(jù)的易失性存儲(chǔ)器——SRAM 一般被認(rèn)為斷電后其數(shù)據(jù)無(wú)法保存，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步SRAM 存在的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題不容忽視。研究與解決SRAM 自身的安全性問(wèn)題已經(jīng)成為安全系統(tǒng)、安全存儲(chǔ)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
　　

2、 為了從根本上消除SRAM 存在的安全性問(wèn)題，本文首先分析了針對(duì)SRAM的各種攻擊手段，找到了應(yīng)對(duì)這些攻擊手段的兩種芯片級(jí)的解決方案；再針對(duì)方案其中之一的電源斷電后在很短時(shí)間內(nèi)利用芯片內(nèi)部集成的電容上的能量將SRAM 芯片中的數(shù)據(jù)全部改寫(xiě)的思路，按照模擬芯片的“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、功能電路的劃分與底層模塊電路設(shè)計(jì)。依據(jù)此解決方案，本論文重點(diǎn)研究了一種片上自建電源結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，本文設(shè)計(jì)了新型的低功耗帶隙基準(zhǔn)電路

3、、攻擊檢測(cè)與直流雙電源切換電路等功能電路并詳細(xì)的敘述了設(shè)計(jì)過(guò)程，并給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果和分析。此外，本文還在不破壞原有SRAM 功能電路基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將斷電改寫(xiě)電路“嵌入”其中，并針對(duì)測(cè)試設(shè)計(jì)了相應(yīng)的功能檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)改寫(xiě)電路功能實(shí)現(xiàn)情況。
　　 本論文在此電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，采用0.25 μm CMOS制造工藝完成了此安全SRAM 芯片的前端仿真驗(yàn)證與版圖設(shè)計(jì)。對(duì)此安全SRAM 芯片的前端仿真結(jié)果顯示，芯片在外部電源斷電的10