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NRSEC3000安全芯片

来源: 深圳市众芯源半导体有限公司 发布时间:2023-04-12

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摘要:NRSEC3000安全芯片
1.1 芯片概述 处理器:

本安全芯片采用32位嵌入式RISC架构的CPU,特点是低功耗、高 性能、高代码密度,具有独立的存储器保护单元(MPU)和存储器加密单元 (MEU)。

加密算法:芯片内部实现了**商用密码产品所需的SM2和SM1算法专用加 密模块、DES/3DES加密模块和RSA公钥算法引擎。另外,芯片提供32位硬件加 密处理器,可用于实现公钥算法、摘要算法以及AES、DES等对称算法。

芯片内 嵌32位真随机数发生器TRNG,可满足COS开发者的密码学应用,可节约软件开 销,提高软件实现效率。

通讯接口:

芯片拥有丰富的对外接口,包括:7816(智能卡接口、一种串口, 半双工)主/从收发器,可实现T=0和T=1协议,支持多种通信速率;硬件SPI(一 种串口,全双工)主/从模块。

信息安全:

芯片提供增强的安全特性。通过对存储器管理单元MMU进行配 置,完成工作模式设置及相关权限设置,可实现由硬件保证安全性的一卡多应用。 另外,芯片提供了包括电压、频率检测机制,程序和数据加密存储机制以及代码 保护机制等安全机制,以对抗物理攻击、剖片探测等。 应用领域:

芯片是高性能、低功耗、具有丰富的内部协处理器和对外接口的 安全芯片,可以作为智能卡、电子密钥、SIM 卡或接触式智能 IC 卡,用于**_商用密码专用算法应用、网络银行应用、PKI 卡、SIM 卡、付费电视应用、城市 一卡通应用等对信息安全有较高要求的应用场合

1.2.1 中央处理器(CORE) 该 CPU(CORE)是针对信息安全应用的 32 位 RISC 核,包括与 RISC 核整 合在一起的存储器保护单元(MPU)。MPU 模块将存储器空间划分为 2 个固定和 8 个可编程的存储器区,通过灵活、强大的访问保护模式,数据/地址的加密/解 密机制,防止对敏感数据的非法访问,为 CPU 提供更多安全保护。硬核中还加 安全芯片

NRSEC3000 硬件使用手册

3 入了先进的反攻击机制,使以之为核的 SOC 芯片更加安全。

主要特性:

1) 高性能的安全 RISC 核;

2) 低功耗、高性能设计;

3) 32 位读取/存储 RISC 架构;

4) 高度优化的多级流水线结构;

5) 16*32 位通用寄存器文件;

6) 13*32 位控制寄存器文件;

7) 快速中断支持(支持向量/自动向量中断,128 个中断/异常向量,16*32 位交替寄存器文件用于快速中断支持);

8) CLB 总线、AMBA 总线支持(支持 byte/halfword/word 访问);

9) 强大的安全性能(提供存储器保护单元、优化的布局提高了安全性能, 不可跟踪和重复的安全测试模式);

10) 可扩展的模拟器,便于应用软件开发和安全调试。

1.2.2 芯片配置模块(CCM) 芯片配置模块用来控制芯片的配置和工作模式。

主要特性:

1) 选择芯片工作模式(主模式及从模式,单芯片模式及多芯片模式, EFLASH 测试模式,真随机数发生器 TRNG 测试模式);

2) 选择 boot 设备;

3) 对总线进行配置。

1.2.3 复位控制器模块 复位控制器模块用来决定系统是否需要复位,在适当的时候为系统唤醒复位 信号,并对产生复位的原因进行记录。复位模块中包含了低电压检测器(LVD) 和高电压检测器(HVD)。

主要特性:

1) 四个复位源(上电复位,看门狗定时器复位,低电压检测复位,高电压 安全芯片 NRSEC3000 硬件使用手册 4 检测复位);

2) 软件设置复位管脚 RSTOUT 使芯片系统复位;

3) 软件读取状态字(从状态字可以看出上次复位的原因)。

1.2.4 时钟模块 时钟模块包含晶振(OSC)、状态和控制寄存器以及控制逻辑单元。 主要特性:

1) 两个可选时钟源(外部晶振,内部环形振荡器)

2) 支持低功耗模式;

3) 独立的时钟信号;

1.2.5 存储器集成模块 存储器集成模块用来控制内部总线与内存模块间信息的传输。具有两个外部 存储器的片选信号 CS0 和 CS1。

主要特性:

1) 固定基地址,具有 256KB 空间

2) 具有两个外部存储器的片选信号 CS0 和 CS1。

1.2.5 嵌入式 Flash 模块(EFM) 嵌入式 FLASH(EFLASH)模块具有 32 位可编程嵌入式 FLASH 存储器, 使用页擦除操作可以擦除一页(2048 字节)上的所有数据,擦写操作是在 CPU 指令的控制下进行的。 主要特性:

1) 256KB 的 FLASH 内存;

2) 自动擦写操作;

3) 具有安全机制;

安全芯片 NRSEC3000 硬件使用手册

5 1.2.6 看门狗定时器模块(WDT)

16 位看门狗(Watchdog)定时器是在程序非正常运行的情况下强制恢复系 统。

实际上就是一个减法计数器,一般给看门狗一个大数,程序开始运行后看门 狗开始倒计数。

如果程序运行正常