[发明专利]微处理器阵列装置操作方法及微处理器阵列装置

说明书

技术领域

本发明涉及操作微处理器阵列装置的方法，该微处理器阵列装置包含第一单元、另外单元，以及将上述单元连接起来的总线。总线的一根线用于传送状态信号，多根线用于传送另外总线信号；此外，该微处理器还包含一个总线控制单元，用于控制第一单元对另外单元的存取。此外，本发明还涉及适合施行此方法的微处理器阵列装置。

背景技术

除了中央处理和控制单元(CPU)，微处理器阵列装置还包括另外单元，比如：集成在单芯片上用于信号输入和信号输出的存储单元或外围设备单元，也就是所谓的微控制器。该等微控制器可以用在与安全相关的系统中，例如智能卡。在此例中，微控制器的作用尤其在于：对一读取装置与该智能卡之间的数据通信进行加密，并且检验存取权限和执行其他保密操作。

众所周知，微控制器消耗的电流的时间序列能隐蔽地(？)发现微控制器的功能。例如，可以从电流分布(current profile)中获取触发点，以正确的定时方式控制后续测量；或者有可能得出关于处理器所使用的特殊计算和加密/解密算法的结论；甚至有可能确定已处理的有用信息部分。由于总线存取根据规定的信号协议进行，并且由于要驱动的高电容负载使切换操作产生了明显的电流分布，因此，总线存取会产生一种特有的电流分布。因而将常规微控制器应用到安全临界应用系统中是有疑问的。

发明内容

本发明的目标是规定一种方法，使对微处理器阵列装置的操作不受监控(monitorproof)。

更进一步的目标是规定一种适合于执行该方法的微处理器阵列装置。

根据本发明，与方法相关的目标可以利用微处理器阵列装置的操作方法获得。该阵列包含第一单元和另外单元；将第一单元与另外单元连接起来的总线，总线包含一根状态信号线，用来说明总线的操作状态，以及另外总线信号线，用来说明数据值；该阵列还包含一个总线控制单元，用于控制第一单元通过总线对另外单元的存取；在该方法中，当总线控制单元通过状态信号线通知，第一单元没有对另外单元进行存取时，一个数据值将以随机控制方式产生，并且应用于另外总线信号线。

根据本发明，执行该方法的微处理器阵列装置包括：第一单元和另外单元；将第一单元与另外单元连接起来的总线，总线包含状态信号线，用来说明总线的操作状态，以及另外总线信号线，用来说明数据值；总线控制单元，用于控制第一单元通过总线对另外单元的存取；随机数发生器，当状态信号显示第一单元没有执行对另外单元的存取时，该发生器将与另外总线信号线连接。

总线状态信号显示当前正在被中央处理和控制单元(CPU)所使用的总线的任务。如果总线在某时钟段处于空闲状态，则当前总线数据线上不显示有效信号。那么根据本发明，以随机控制方式产生的信号将通过总线的数据线传送，这将随机改变电流分布。对于通过总线传送的有用信息，电流分布将被屏蔽，因此，要在对电流分布的统计计算基础之上对有用信息下结论是非常困难甚至是不可能的。

根据总线协议，可以假设总线状态信号提前一个时钟周期规定了总线线路的状态。总线状态信号也有可能在同一时钟周期内规定其余总线线路的状态。

由CPU驱动的单元都被赋予地址。如果CPU利用总线控制单元输出分配给存储单元或外围设备单元的地址，这意味着存储单元及其储存元件或者相应的外围设备单元将被激活来接收来自总线的数据或向总线输出数据。就本发明而言，当CPU拒绝对一个与总线连接的单元进行存取，CPU仍然向总线输出一个地址。然而，该地址不是分配给与总线连接的单元，而是任意的其它地址。其后果是没有一个与总线连接的单元被激活。尽管如此，该任意地址还是通过总线传送，并因而产生相应的电流分布。由于该地址是以随机控制方式产生的，因此电流分布也可随机改变。在这种情况下，必须确保随机数不与同总线连接的单元的有效地址相冲突。