[实用新型]一种芯片电磁信息采集装置

说明书

本实用新型提供一种芯片电磁信息采集装置。所述芯片电磁信息采集装置包括电磁屏蔽箱、转接板、通信控制器、示波器和计算机，其中，电磁屏蔽箱包括信号处理单元、电磁天线探头、三轴定位平台和被测芯片，电磁天线探头由电磁天线、PCB板和信号线组成，电磁天线放置在PCB板的顶端，绘制在PCB板上的信号线与电磁天线连接。本实用新型采用了电磁屏蔽箱和高精度电磁天线探头的结构，一方面，使用电磁屏蔽箱，最大程度上使得整个采集环境不受环境电磁噪声的干扰；另一方面，设计高精度的电磁天线探头，电磁天线探头由电磁天线和PCB板组成，电磁天线放置在PCB板的顶端，该电磁天线探头缩小了天线线圈与芯片的间距，减少通信信号的损失。

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计技术领域， 涉及集成电路安全设计领域，尤其涉及一种芯片电磁信息采集装置。

背景技术

在智能卡和其他嵌入式安全芯片工作过程中，芯片表面会产生电磁场，且电磁场的强弱与芯片正在处理的数据具有相关性。因此，芯片表面的电磁信息将会泄露芯片正在处理的数据的信息。电磁分析方法（英文名称：Electronic Magnetic Analysis，简称：EMA）正是通过采集芯片表面的电磁场信息并进行统计分析从而获取芯片密钥的攻击方法，该攻击方法已成为芯片安全性的最重要威胁之一。在被攻击芯片确定的情况下，影响EMA攻击效果的因素就是采集到的电磁曲线的信号幅度大小和噪声信号幅度大小，即信噪比。噪声信号的来源有两种，一种是被测芯片以外的环境噪声，另一种是被测芯片与处理敏感数据无关的电路产生的电磁噪声。因此，提高电磁采集的精度和信噪比，成为突破对芯片攻击能力瓶颈的主要方案。而且，随着芯片生产工艺的不断升级，芯片表面的电磁场越来越弱，被测芯片自己产生的噪声越来越大，导致原有的电磁采集系统的性能无法满足新的要求。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种芯片电磁信息采集装置，采用电磁屏蔽箱和高精度电磁天线探头的结构，能够提高电磁采集的精度和信噪比。

为了达到上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种芯片电磁信息采集装置，所述芯片电磁信息采集装置包括电磁屏蔽箱、转接板、通信控制器、示波器和计算机，其中，电磁屏蔽箱包括信号处理单元、电磁天线探头、三轴定位平台和被测芯片，电磁天线探头由电磁天线、PCB板和信号线组成，电磁天线放置在PCB板的顶端，绘制在PCB板上的信号线与电磁天线连接；

电磁天线包括N层金属层和天线线圈，金属层分为天线金属层和空白金属层，天线金属层绘制天线线圈，天线线圈近似圆型，空白金属层留为空白，每层天线金属层仅绘制一条天线线圈，N层金属层绘制L条天线线圈，其中，N≥4，1≤L≤N-1；

电磁天线探头、信号处理单元、三轴定位平台和被测芯片放置在电磁屏蔽箱之内，电磁天线探头连接信号处理单元，信号处理单元、三轴定位平台和被测芯片均连接电磁屏蔽箱，电磁天线探头被放置在三轴定位平台上；

通信控制器连接转接板、示波器和计算机，转接板与电磁屏蔽箱连接，通信控制器放置在电磁屏蔽箱之外，通过转接板与放置在电磁屏蔽箱之内的被测芯片进行通信；

所述芯片电磁信息采集装置测试时，电磁天线探头紧贴被测芯片表面寻找采集位置，然后固定在该采集位置进行电磁信号信息采集，电磁天线探头对所采集的电磁信号信息进行初级放大处理，然后发送到信号处理单元，信号处理单元将接收的电磁信号信息进行第二级放大和滤波处理，同时，信号处理单元将采集到的电磁信号信息输出给示波器记录电磁波形。

本实用新型由于采用了上述电磁屏蔽箱和高精度电磁天线探头的结构，所获得的有益效果是，第一，使用电磁屏蔽箱，最大程度上使得整个采集环境不受环境电磁噪声的干扰；第二，设计高精度的电磁天线探头，电磁天线探头由电磁天线和PCB板组成，电磁天线放置在PCB板的顶端，该电磁天线探头缩小了天线线圈与芯片的间距，减少通信信号的损失。