CN101387990B - 微控制器程序内存的数据封锁方法、系统及微控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微控制器程序内存的数据封锁方法、系统及微控制器，其适用于封锁一微控制器的程序内存的数据转出，其中该程序内存为一单次可程序化只读存储器，且被区分成多个储存区段。该数据封锁方法的步骤首先，接收一封锁命令，其中该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段。随后，依据该封锁命令，识别出该特定储存区段。最后，启动一存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据封锁方法，尤其涉及一种微控制器程序内存的数据封锁方法，及其相关的数据封锁系统。
背景技术
微控制器被广泛地运用于消费性电子、车用电子、计算机外设、通信及工业设备等领域。微控制器嵌入了只读存储器(Read-only memory，ROM)以储存固件，固件为应用装置的逻辑判断、数值运算，以及外围电路的控制核心，因此，固件数据被视为重要的智慧财产。储存固件数据的程序内存必须具备数据封锁保护(Lock protection)的功能，以限制固件数据被外人由微控制器的输入输出接口转出(dump)，进而利用还原工程(Reverse-engineering)进行产品仿冒。
一般而言，利用单次可程序化(One-time-programmable，OTP)只读存储器作为程序内存储存固件数据，可对固件数据达到严密的保护。然而，单次可程序化只读存储器的数据封锁方式对程序内存进行单次全部封锁(Whole chiplock)，当启动数据封锁之后，程序内存所储存的数据便无法被转出。因此，必须将数据全部写入程序内存之后，始得以执行数据封锁程序，而无法分次写入数据并分别针对写入的区段加以封锁。同时，在生产实务之中，利用单次可程序化只读存储器作为程序内存的微控制器，常需额外搭配电子抹除式只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)以储存产品的功能校正参数，以及记录产品序号等信息。
随着微控制器储存数据的大量增加，以及配合程序更新等需求，利用闪存(Flash memory)作为程序内存也为现今趋势之一。目前，闪存具有分区段数据保护的功能，也即，将内存区分为多个储存区段，当数据写入某个特定区段之后，即启动该区段的保护功能，以封锁该特定区段的数据转出。例如，美国专利US6031757以及US6879518分别揭露了一种针对闪存分区段数据保护的机 制。
然而，上述闪存主要利用软件与硬件相互配合的架构作为封锁数据存取写入与转出保护的机制，其可通过软件下达解密指令，以期达到数据内容更新的目的。在此机制中，一旦软件指令被破解，则微控制器的固件数据即可轻易地被转出，对于固件数据的保护为一大缺失。
有鉴于此，本案发明人从而提出本案。本发明针对单次可程序化只读存储器的数据转出封锁提出改进方案，期通过本案的提出，以令程序内存的数据写入与转出封锁更具弹性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种微控制器程序内存的数据封锁方法及系统，其通过将程序内存区分为多个储存区段，以个别地封锁特定储存区段的数据转出，可使程序内存的数据写入与转出封锁更具弹性。
为实现上述目的，本发明揭示一种微控制器程序内存的数据封锁方法，其适用于封锁一微控制器的程序内存的数据转出。该程序内存为一单次可程序化只读存储器(One-time-programmable read-only memory)，且被区分为多个储存区段。该数据封锁方法的步骤首先，接收一封锁命令，其中该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段。随后，依据该封锁命令，识别出该特定储存区段。最后，启动一存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出。
而且，为实现上述目的，本发明另揭示一种微控制器程序内存的数据封锁方法，其适用于封锁一微控制器的程序内存的数据转出。该程序内存为一单次可程序化只读存储器(One-time-programmable read only memory)，并被区分为多个储存区段。该数据封锁方法的步骤首先，接收一封锁命令，其中该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段。接着，依据该封锁命令，识别出该特定储存区段。最后，启动一存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出。其中，该存取封锁模块具有多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段。每一该封锁电路包含至少一锁定位，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
而且，本发明另揭示一种微控制器程序内存的数据封锁方法，其由一微控制器程序内存的数据封锁系统执行。该数据封锁系统包含一数据输入装置以及一微控制器，该微控制器包含一程序内存、一存取封锁模块以及一封锁命令处理模块，其中该存取封锁模块包含多个封锁电路，该程序内存为一单次可程序化只读存储器(One-time-programmable read only memory)，该程序内存被区分为多个储存区段，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段。该数据封锁方法适用于封锁该程序内存的数据转出，该数据封锁方法的步骤首先，该封锁命令处理模块接收该数据输入装置的一封锁命令，其中该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段。接着，依据该封锁命令，识别出该特定储存区段。最后，启动一存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出。
本发明另揭示一种微控制器程序内存的数据封锁系统，其适用于封锁一微控制器的数据转出。该数据封锁系统包含一程序内存、一存取封锁模块以及一封锁命令处理模块。该程序内存为一单次可程序化只读存储器，且被区分为多个储存区段。该存取封锁模块耦接于该程序内存。该封锁命令处理模块接收一封锁命令，该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段。该封锁命令处理模块依据该封锁命令，识别出该特定储存区段，以启动该存取封锁模块封锁该特定储存区段的数据转出。
依据本发明的一具体实施例，所述的存取封锁模块包含多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段。该封锁命令处理模块启动该特定储存区段所对应的该多个封锁电路其中的一特定封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。并且，该多个封锁电路个别包含至少一锁定位(Lock bit)，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
依据本发明的一具体实施例，所述的数据封锁系统还包含一数据输入装置，该数据输入装置用以将该封锁命令输入该封锁命令处理模块。
本发明还揭示一种微控制器，该微控制器包含一程序内存、一存取封锁模块以及一封锁命令处理模块。该程序内存为一单次可程序化只读存储器，且被区分为多个储存区段。该存取封锁模块耦接于该程序内存。该封锁命令处理模块接收一封锁命令，该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段。该封锁命令处理模块依据该封锁命令，识别出该特定储存区段，以启动该存取封锁模块封锁该特定储存区段的数据转出。
依据本发明的一具体实施例，所述的存取封锁模块包含多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段。该封锁命令处理模块启动该特定储存区段所对应的该多个封锁电路其中的一特定封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。并且，该多个封锁电路个别包含至少一锁定位(Lock bit)，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
依据本发明的一具体实施例，所述的微控制器连接于一数据输入装置，该数据输入装置用以将该封锁命令输入该封锁命令处理模块。
综上所述，本发明的微控制器程序内存的数据封锁方法及系统，通过将程序内存区分为多个储存区段，以个别地封锁该多个储存区段的数据转出，可使程序内存的数据写入与转出封锁更具弹性。并且，依据本发明的实施，可将工艺中的产品校正参数以及产品序号等信息储存于程序内存内，相较于现有技术，校正参数及产品信息必须通过额外的电子抹除式只读存储器储存，可达到节省成本的实质效益。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，都是为了能进一步说明本发明为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其它目的及优点，将在后续的说明及附图中加以阐述。
附图说明
图1为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统的系统架构示意图；
图2为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统的一具体实施例的系统架构示意图；
图3为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统的另一具体实施例的系统架构示意图；
图4为本发明的微控制器的程序内存数据存取封锁方法的步骤流程图；以及
图5为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统及方法的一应用示意图。
其中，附图标记：
1、2、3：数据封锁系统
10、20、30：微控制器
11、21、31、51：程序内存
111～11M、211～21M、311～31M、511、512、513、514：储存区段
13、23、33：存取封锁模块
17：数据输入装置
231～23M、331～33M：封锁电路
330：全区段封锁电路
15、25、35：封锁命令处理模块
具体实施方式
首先，请参阅图1，该图为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统1的系统架构示意图，数据封锁系统1适用于对微控制器10的程序内存11进行数据转出的封锁。
如图1所示，微控制器10内设置有一程序内存11、一存取封锁模块13以及一封锁命令处理模块15。程序内存11为一单次可程序化只读存储器(One-time-programmable read-only memory)，程序内存11被区分为M个储存区段，包含了第一储存区段111、第二储存区段112，至第M储存区段11M，其中M为一大于1的整数。存取封锁模块13耦接于程序内存11，此存取封锁模块13可个别地封锁该M个储存区段(111～11M)其中的各个储存区段的数据转出。一旦任一储存区段被封锁，外人即无法从微控制器10的输入输出接口(图中未示)转出读取被封锁的储存区段所储存的数据。
图1中，数据封锁系统1包含了一数据输入装置17，封锁命令处理模块15连接于数据输入装置17，以接收一封锁命令。此封锁命令对应于该M个储存区段(111～11M)其中的一特定储存区段。封锁命令处理模块15依据此封锁命令，识别出该特定储存区段，以启动存取封锁模块13封锁该特定储存区段的数据转出。
所述的数据输入装置17为微控制器10的固件数据写入(烧录)装置，一般配合计算机执行烧录程序，以与微控制器10进行数据信号传输。使用者通过数据输入装置17将固件数据输入至某一特定储存区段后，可再通过数据输入装置17下达封锁命令至微控制器10。微控制器10的封锁命令处理模块15 为一逻辑判断单元，用以判断封锁命令所欲封锁的特定储存区段地址，以启动存取封锁模块13封锁该特定储存区段的数据转出。
接着，请参阅图2，该图为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统2的一具体实施例的系统架构示意图。如图2所示，微控制器20设置有一程序内存21、一存取封锁模块23以及一封锁命令处理模块25。存取封锁模块23具有M个封锁电路，包含第一封锁电路231、第二封锁电路232，乃至于第M封锁电路23M。其中，该M个封锁电路(231～23M)分别对应于该M个储存区段(211～21M)其中的各个储存区段，该M个封锁电路(231～23M)的启动分别封锁该M个储存区段(211～21M)的数据转出。因此，封锁命令处理模块25接收到数据输入装置17所输入的封锁命令后，即识别此封锁命令所对应的特定储存区段。封锁命令处理模块25再启动该特定储存区段所对应的一特定封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。
又，该M个封锁电路(231～23M)个别包含至少一锁定位(Lock bit)，该至少一锁定位的设定状态用以决定该封锁电路的数据转出是否被封锁。换言之，上述该特定封锁电路的启动，即针对该特定封锁电路的锁定位进行设定，以封锁此特定储存区段的数据转出。
举例来说，倘若使用者通过数据输入装置17对微控制器20下达一封锁命令，以封锁第一储存区段211的数据转出，封锁命令处理模块25接收此封锁命令，并识别出封锁命令对应于第一储存区段211，封锁命令处理模块25即启动第一封锁电路231个别所具有的锁定位，以封锁第一储存区段211的数据转出。
所述的封锁电路(231～23M)对于程序内存21的各个储存区段(211～21M)的数据转出封锁保护机制为现有技术，在此便不再作赘述。同时，封锁电路(231～23M)的锁定位(Lock bit)可通过单次可程序化只读存储器组成。如此一来，锁定位一旦被启动，即无法被轻易地解密，即便外人可利用照射紫外线来抹除锁定位的数据，然而也会同时将程序内存21所储存的数据抹除。
此外，值得一提的是，此处的微控制器20以集成电路芯片实现，为了进一步防止外人以还原工程解除封锁电路(231～23M)对程序内存21的数据封锁，进而盗取其中储存的固件数据，可利用集成电路布局的方法，将各个封锁电路(231～23M)的锁定位散布于微控制器10芯片中，以令封锁电路(231～ 23M)的锁定位所在位置无法被轻易识别，从而将固件数据被转出窃取的可能性降低。另外，每一储存区段(211～21M)对应至少一个锁定位，当一储存区段所对应的锁定位越多时，该储存区段的锁定位所在位置全部被识别的机会越低，从而可将固件数据被窃取的可能性降至更低。
另外，请参阅图3，该图为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统3的另一具体实施例的系统架构示意图。此实施例与图2的实施例的不同的处，在于图3的存取封锁模块33还包含了一全区段封锁电路330。此实施例的数据封锁系统3可同时封锁程序内存31全部储存区段(311～31M)的数据转出。如图3所示，当数据输入装置17所输入的封锁命令封锁程序内存31全部储存区段(311～31M)的数据转出，则封锁命令处理模块35接收并识别封锁命令后，即启动全区段封锁电路330，全区段封锁电路330再启动全部封锁电路(331～33M)以对全部储存区段(311～31M)的数据转出加以封锁。
请参阅图4，该图为本发明的微控制器程序内存的数据封锁方法的步骤流程图，其中相关的系统架构，请同时参阅图1。如图4所示，此数据封锁方法包含下列步骤：
首先，封锁命令处理模块15接收一封锁命令，其中此封锁命令对应于程序内存11的多个储存区段(111～11M)其中的一特定储存区段(步骤S400)；
随后，封锁命令处理模块15依据此封锁命令，识别出该特定储存区段(步骤S402)；以及
最后，启动存取封锁模块13，以封锁该特定储存区段的数据转出(步骤S404)。
上述的数据封锁方法，于步骤S400之前，还包含了利用数据输入装置17输入该封锁命令的步骤。
为了进一步说明本发明所带来的诸多好处，接着，请参阅图5，该图为本发明的微控制器程序内存的数据封锁系统及方法的一应用示意图。如图5所示，一程序内存51被区分为四个储存区段，其中包含第一储存区段511、第二储存区段512、第三储存区段513以及第四储存区段514，并分别于第一工艺、第二工艺以及第三工艺进行数据写入程序。此处的第一、二、三工艺指产品工艺中的不同工序，分别由不同的技术人员或制造业者进行。
如图5所示，第一工艺将数据写入第一储存区段511，当第一工艺结束后， 即封锁第一储存区段511的数据转出，以交由第二工艺继续写入数据。第二工艺将数据写入第二储存区段512以及第三储存区段513，当第二工艺完成时，旋即封锁第二储存区段512以及第三储存区段513的数据转出，并交由第三工艺继续写入数据。第三工艺将数据写入第四储存区段514，其后，并可封锁第四储存区段514的数据转出。如此一来，除了可将数据分批次存入程序内存51之中，更为重要的是，可避免前段工艺所储存的数据于后段工艺中被转出读取，对于数据的保密更具保障。至于产品的功能校正参数与产品序号等相关信息所储存的储存区段，则可选择不启动数据的存取封锁，以使其中储存的数据仍可通过微控制器的输入输出接口被转出读取。
通过以上实例详述，当可知悉本发明的微控制器程序内存的数据封锁方法及系统，通过将程序内存区分为多个储存区段，以个别地封锁该多个储存区段的数据转出，可使程序内存的数据写入与转出封锁更具弹性。并且，依据本发明的实施，可将工艺中的产品校正参数以及产品序号等信息储存于程序内存内，相较于现有技术，校正参数及产品信息必须通过额外的电子抹除式只读存储器储存，可达到节省成本的实质效益。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (22)
1.一种微控制器程序内存的数据封锁方法，其特征在于，适用于封锁一微控制器的程序内存的数据转出，其中该程序内存为一单次可程序化只读存储器，该程序内存被区分为多个储存区段，该数据封锁方法包含下列步骤：
接收一封锁命令，该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段；
依据该封锁命令，识别出该特定储存区段；以及
启动一存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出；
其中该存取封锁模块具有多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段。
2.根据权利要求1所述的数据封锁方法，其特征在于，该多个封锁电路个别包含至少一锁定位，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
3.根据权利要求2所述的数据封锁方法，其特征在于，该多个封锁电路个别所包含的该至少一锁定位利用集成电路布局方法散布于该微控制器芯片中，以令该多个锁定位所在位置无法被轻易识别。
4.根据权利要求1所述的数据封锁方法，其特征在于，在启动该存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出的步骤中，启动该特定储存区段所对应的该多个封锁电路其中的一特定封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。
5.根据权利要求1所述的数据封锁方法，其特征在于，在接收该封锁命令的步骤之前，还包含利用一数据输入装置，输入该封锁命令的步骤。
6.一种微控制器程序内存的数据封锁方法，其特征在于，适用于封锁一微控制器的程序内存的数据转出，该程序内存为一单次可程序化只读存储器，该程序内存被区分为多个储存区段，该数据封锁方法包含下列步骤：
接收一封锁命令，该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段；
依据该封锁命令，识别出该特定储存区段；以及
启动一存取封锁模块，以封锁该特定储存区段的数据转出；
其中该存取封锁模块具有多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段，每一该封锁电路包含至少一锁定位，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
7.根据权利要求6所述的数据封锁方法，其特征在于，该多个封锁电路个别所包含的该至少一锁定位利用集成电路布局方法散布于该微控制器芯片中，以令该多个锁定位所在位置无法被轻易识别。
8.根据权利要求6所述的数据封锁方法，其特征在于，在接收该封锁命令的步骤之前，还包含利用一数据输入装置，输入该封锁命令的步骤。
9.一种微控制器程序内存的数据封锁方法，其特征在于，由一微控制器程序内存的数据封锁系统执行，该数据封锁系统包含一数据输入装置以及一微控制器，该微控制器包含一程序内存、一存取封锁模块以及一封锁命令处理模块，该存取封锁模块包含多个封锁电路，该程序内存为一单次可程序化只读存储器，该程序内存被区分为多个储存区段，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段，该数据封锁方法适用于封锁该程序内存的数据转出，该数据封锁方法包含下列步骤：
该封锁命令处理模块接收该数据输入装置的一封锁命令，该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段；
依据该封锁命令，识别出该特定储存区段；以及
启动该特定储存区段所对应的该封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。
10.根据权利要求9所述的数据封锁方法，其特征在于，该多个封锁电路个别包含至少一锁定位，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
11.根据权利要求10所述的数据封锁方法，其特征在于，该多个封锁电路个别所包含的该至少一锁定位利用集成电路布局方法散布于该微控制器芯片中，以令该多个锁定位所在位置无法被轻易识别。
12.一种微控制器程序内存的数据封锁系统，其特征在于，适用于封锁一微控制器的数据转出，该数据封锁系统包含：
一数据输入装置，产生一封锁命令；以及
一微控制器，连接于该数据输入装置，该微控制器包含：
一程序内存，为一单次可程序化只读存储器，该程序内存被区分为多个储存区段；
一存取封锁模块，耦接于该程序内存；以及
一封锁命令处理模块，耦接于该存取封锁模块，该封锁命令处理模块接收该数据输入装置所产生的该封锁命令，该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段，该封锁命令处理模块依据该封锁命令，识别出该特定储存区段，以启动该存取封锁模块封锁该特定储存区段的数据转出；
其中该存取封锁模块包含多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段，该封锁命令处理模块启动该特定储存区段所对应的该多个封锁电路其中的一特定封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。
13.根据权利要求12所述的数据封锁系统，其特征在于，该多个封锁电路个别包含至少一锁定位，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
14.根据权利要求13所述的数据封锁系统，其特征在于，该锁定位由单次可程序化只读存储器所组成。
15.根据权利要求13所述的数据封锁系统，其特征在于，该多个封锁电路个别所包含的该至少一锁定位利用集成电路布局方法散布于该微控制器芯片中，以令该多个锁定位所在位置无法被轻易识别。
16.根据权利要求12所述的数据封锁系统，其特征在于，该存取封锁模块还包含一全区段封锁电路，该全区段封锁电路的启动封锁该多个储存区段的数据转出。
17.一种微控制器，其特征在于，包含：
一程序内存，为一单次可程序化只读存储器，该程序内存被区分为多个储存区段；
一存取封锁模块，耦接于该程序内存；以及
一封锁命令处理模块，耦接于该存取封锁模块，该封锁命令处理模块接收一封锁命令，其中该封锁命令对应于该多个储存区段其中的一特定储存区段，该封锁命令处理模块依据该封锁命令，识别出该特定储存区段，以启动该存取封锁模块封锁该特定储存区段的数据转出；
其中该存取封锁模块包含多个封锁电路，该多个封锁电路分别对应于该多个储存区段其中的各个储存区段，该封锁命令处理模块启动该特定储存区段所对应的该多个封锁电路其中的一特定封锁电路，以封锁该特定储存区段的数据转出。
18.根据权利要求17所述的微控制器，其特征在于，该封锁命令由一数据输入装置所产生。
19.根据权利要求17所述的微控制器，其特征在于，该多个封锁电路个别包含至少一锁定位，该至少一锁定位的设定状态用以决定该储存区段的数据转出是否被封锁。
20.根据权利要求19所述的微控制器，其特征在于，该锁定位由单次可程序化只读存储器所组成。
21.根据权利要求19所述的微控制器，其特征在于，该多个封锁电路个别所包含的该至少一锁定位利用集成电路布局方法散布于该微控制器芯片中，以令该多个锁定位所在位置无法被轻易识别。
22.根据权利要求17所述的微控制器，其特征在于，该存取封锁模块还包含一全区段封锁电路，该全区段封锁电路的启动封锁该多个储存区段的数据转出。
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