[发明专利]使用基于环式振荡器的物理不可克隆函数及老化检测电路的集成电路识别及可靠度验证

说明书

一个特征涉及一种集成电路“IC”，其包含：经配置以部分地实施物理不可克隆函数“PUF”的第一多个环式振荡器(318)。所述IC进一步包含经配置以部分地实施老化传感器电路的第二多个环式振荡器(320)，且也包含耦接到所述第一多个环式振荡器(318)及所述第二多个环式振荡器(320)的环式振荡器选择电路(312)。所述环式振荡器选择电路(312)经调适以选择来自所述第一多个环式振荡器(318)及/或所述第二多个环式振荡器(320)中的至少一者的至少两个环式振荡器输出(322n)。特别地，所述环式振荡器选择电路(312)通常由所述PUF及所述老化传感器电路共享。又，所述IC可进一步包含经调适以接收并比较所述两个环式振荡器输出且产生输出信号(326)的输出功能电路(314)。

技术领域

各种特征涉及集成电路，且更具体来说，涉及使用基于环式振荡器的物理不可克隆函数及老化检测电路的集成电路(IC)识别(ID)及IC可靠度验证。

背景技术

在计算遍布的时代中，存在与软件版权保护、防伪IC(亦即，芯片)及系统可靠性有关的大量安全性问题。软件保护是用以防止软件的未经授权复制到一系列计算机安全技术。换言之，软件必须能够确定用户是否经适当许可以使用软件，且仅在被许可的情况下执行软件。与软件保护有关的另一问题为如何识别芯片或平台(软件在其上执行)是否为防伪芯片。防伪芯片已在产业中激增且成为电子装置供应链的风险。因此，识别并限制防伪芯片在电子装置供应链中的使用至关重要。

芯片上物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function，PUF)是利用IC内部的制造工艺变化的芯片唯一质询响应机制。质询与对应响应之间的关系是通过IC中的逻辑及互连件中的复杂统计变化来确定。可在先前技术中发现IC中的不同PUF实施。举例来说，基于环式振荡器的PUF利用IC的制造工艺变化，所述变化造成相同布局的环式振荡器的频率的随机但静态的变化。

图1说明在先前技术中发现的基于环式振荡器的PUF电路102的一个实例的示意框图。多个环式振荡器(RO)104可被同时启用，且将所述多个RO的输出发送至两个或两个以上开关(复用器)106、108。质询充当至开关106、108的输入，所述质询使每一开关106、108接着自所述多个RO 104中选择单一RO。发送至开关106、108的质询经设计以使得每一开关106、108选择不同RO。归因于半导体层级的轻微制造变化，选中RO各自具有与之相关联的稍微不同谐振频率，即使每一RO已试图使RO相同来制造。PUF输出响应是通过如计数器110及112所测量/存储的这些选中环式振荡器的频率的成对比较114产生。举例来说，如果第一计数器110检测高于第二计数器112的频率，则可产生逻辑“1”，否则可产生逻辑“0”。以此方式，做出的所述比较表示质询/响应机制，其中所选RO对为质询且RO频率比较结果为响应。

理想地，选为质询的每一RO对将产生唯一响应。所产生的响应不应能够基于质询输入提前确定。此外，输入至PUF中的相同质询每次均应产生相同响应输出。然而，随时间过去及使用这些性质中的一或多者尤其可能未必适用。举例来说，随时间过去，一个RO的频率可由于过度使用而慢下来，且相同质询输入可产生不同响应输出(例如，逻辑“1”可转换为“0”)。

类似上述的电路的基于RO的PUF电路可用以产生芯片识别符号码。然而，仅依靠仅以此方式产生的芯片识别符号码的芯片识别安全系统受固有限制。