[发明专利]一种基于典型功耗分析的集成电路保留指令测试电路

说明书

本发明涉及一种基于典型功耗分析的集成电路保留指令测试电路，包括计算机、测试机、采样元件、调理电路、功耗采集单元和被测电路；测试机包括：数字通道A、直流源、数字通道B和GND/DGS；功耗采集单元包括2路采集通道：通道A和通道B，两通道公用一路参考端；被测电路包括：电源端口VCC、指令集输入总线I/O和地端口GND；计算机通过总线A与测试机相连，通过总线B与功耗采集单元相连；测试机的数字通道A连到功耗采集单元通道A。本发明采用数据相关性分析方法对集成电路功耗曲线进行一致性分析，从量级和时间两个维度分析集成电路在接收不同指令时的功耗变化，从而在黑盒状态下实现集成电路有效指令集的筛选。

技术领域

本发明涉及一种基于典型功耗分析的集成电路保留指令测试电路，属于集成电路芯片测试技术领域。

背景技术

随着集成电路设计制造的全球化发展，其生产阶段的分工越来越细化，这为恶意攻击者在集成电路上植入后门提供了条件。例如，当前EDA软件主要是进口软件，在集成电路由HDL级代码生成门级物理版图时，可以在设计者不知情的情况下自动植入后门。又比如，集成电路的制造主要由第三方Foundry厂商完成，在芯片从软件版图转为硬件掩膜时，恶意攻击者可以在芯片外围边界修改掩膜来植入后门。恶意攻击者可以通过保留指令来激活后门，实现对集成电路的信息采集和控制，这将严重影响集成电路的使用安全。

集成电路的后门检测有较大技术难度，特别是设计制造阶段植入的后门很难通过常规的电测试平台及方法检测到，其原因在于：

(1)对于一个植入后门，一般需要在特定端口中输入特殊保留指令后才能激活，电路手册中给出的常规指令功能测试无法激活后门，而直接猜测可行的端口与保留指令通常是徒劳的。黑盒测试是较为可行的实施方式，对电路部分或全部IO端口进行有限遍历测试或随机指令测试。由于测试向量指令集的总量可能非常庞大，因此需要测试系统具有灵活的指令总线接口、足够的指令集向量深度和高度的自动化执行能力。

(2)常规的集成电路功耗测试主要分为静态及动态电源电流测试，前者是电路处于待机状态下的漏电流，后者是电路处于某种特定工作状态下时随机抓取的一个或多个时间点电流的平均值。而保留指令激活后门所产生的电路功耗变化可能是瞬态的或短时阶段性的，传统的电路电源电流测试无法有效检测出该特性。

(3)采用黑盒测试方法对被测电路进行检测，一般需要进行大量的重复激励、测量与数据分析。为保证数据分析的有效性，对被测电路激励与功耗采集触发时序的一致性有很高要求，基于非实时操作系统的软件触发采集控制一般无法达到理想的时序一致性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于典型功耗分析的集成电路保留指令测试电路，实现舰载导弹的快速实战化发射，有效提高舰载武器的实战能力和作战效能。

本发明解决技术的方案是：

一种基于典型功耗分析的集成电路保留指令测试电路，包括计算机、测试机、采样元件、调理电路、功耗采集单元和被测电路；

测试机包括：数字通道A、直流源、数字通道B和GND/DGS；

功耗采集单元包括2路采集通道：通道A和通道B，两通道公用一路参考端；

被测电路包括：电源端口VCC、指令集输入总线I/O和地端口GND；

计算机通过总线A与测试机相连，通过总线B与功耗采集单元相连；

测试机的数字通道A连到功耗采集单元通道A；测试机的直流源连到采样元件前端；测试机的数字通道B连到被测电路的I/O端口；测试机的GND/DGS连到被测电路的GND端口；

采样元件后端与被测电路VCC以及调理电路输入端口相连；

调理电路的输出端口，连到功耗采集单元的通道B；