[发明专利]保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法

说明书

技术领域

背景技术

本发明涉及用于保护存储在可编程器件中的数据免受拷贝和/或其他损害的影响，例如场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)。

可编程器件是众所周知的。一般地，诸如FPGA的可编程器件含有存储敏感信息的易失性存储部件和非易失性存储部件。例如，用于解密器件中已加密数据的加密密钥可以存储在可编程器件的易失性寄存器中。

冲击者或其他非法用户可以使用许多技术恢复和/或拷贝该敏感信息。一个有利的冲击包括在极端条件下运行可编程器件。例如，冲击者可以将过量电压应用于器件，希望器件将以无法预测的方式起作用，潜在地提供不安全地访问敏感信息。该技术一般被称为过电压冲击，包括使器件受到突增的瞬间电压和/或一段时间内升高的电压电平的影响。

发明内容

本发明涉及用于保护可编程集成电路免受过电压冲击的系统和方法。

根据本发明的实施例，提供了具有寄存器、过电压检测电路、和逻辑电路的可编程集成电路器件。耦合电压源的寄存器构造为存储至少一个比特值。过电压电路构造为检测由电压源产生的电压，以及如果检测的电压大于或等于触发电压，就生成过电压信号。依次地，逻辑电路构造为只要生成过电压信号就清除寄存器。

根据本发明的额外实施例，由前述的电压源为过电压检测电路供电。具体地，由相同的电压源为过电压检测电路供电，用于检测过量电压。本发明的理想特征是，当控制共享电源时，过电压检测电路可以继续保护可编程器件。

根据本发明的额外实施例，当检测的电压小于触发电压，过电压检测电路获得少量电流。换句话说，过电压检测电路的渗漏(例如，静态)电流极其少。同样地，如果由电池为可编程器件供电，那么最小化电池上实施的过电压保护的影响。

根据本发明的额外实施例，过电压检测电路包括电压传感块(例如，一连串堆叠的二极管)和用于产生过电压信号的开关电路。该电压传感块具有特征启动电压，以便于例如只有当由电压源产生的电压大于或等于该特征启动电压时“起动”(例如，传导电流)电压传感块。

用这种方式，过电压检测电路的电流消耗保持忽略不计，除非和直到出现过量电压。当出现过量电压时，电压传感块显示控制信号，控制信号随着由电压源产生的电压增加而增加。当控制信号的电压达到或超过开关电路的阈值电压时，开关电路产生过电压信号，因此清除寄存器。开关电路可以是提供类型开关行为的任何合适的电路结构，例如构造为输出高电压或低电压的晶体管。或者，开关电路可以提供逐渐增加和/或减少的信号。开关电路可以包括许多晶体管和/或电阻元件。

还提供了构造和操作以上所述的可编程集成电路的方法。

附图说明

一旦结合附图考虑下面的详细说明书，就将明显看出本发明的进一步特征、其本质和各种优势，在附图中相似的引用字符是指相似的零件，在附图中：

图1描述了根据本发明的示例性实施例的具有过电压检测电路的可编程逻辑器件的方框图；

图2描述了根据本发明的示例性实施例的图1的过电压检测电路的更详细的方框图；

图3描述了根据本发明的示例性实施例的图1的过电压检测电路的示例性实施；和

图4是根据本发明的示例性实施例的在过电压检测电路中执行的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

为了防止经由过电压冲击损害和/或逆向设计可编程器件只要怀疑过电压冲击，就使器件失去能力和/或擦除存储在器件上的敏感信息的特征是理想的。

因此，本文中描述了用于当怀疑过电压冲击时使用示例性的反损害技术的系统和方法。特别地，本文中描述了过电压检测电路，过电压检测电路检测应用于可编程器件的电压，并确定电压是否超过触发电压值时。如果电压超过触发电压值，过电压检测电路可以引起逻辑电路擦除存储在器件上的敏感信息。过电压检测电路是由以这种方式布置的部件组成，当应用于可编程器件的电压保持在触发电压值以下时产生可以忽略不计的电流消耗。因此，在正常使用中，如果由电池为器件供电，过电压检测电路将最小地影响电池寿命。