CN101943729A

CN101943729A - 一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路

Info

Publication number: CN101943729A
Application number: CN2009100887071A
Authority: CN
Inventors: 马哲; 张建平
Original assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Current assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2029-07-06
Also published as: CN101943729B

Abstract

本发明涉及一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路。本发明提供一种对集成电路电源、地上出现的glitch(毛刺)进行快速检测的电路，本发明的检测电路包括采样模块、正glitch检测模块、负glitch检测模块以及与非门；采样模块由电阻、电容构成，实现对电源、地上出现的glitch采样作用；正glitch检测模块由MOS开关管、下拉管、对地电容、反相器构成；负glitch检测模块由MOS开关管、下拉管、对地电容、反相器构成；与非门对正、负glitch的输出进行与非运算后作为本检测电路的输出。

Description

一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路

技术领域：

本发明涉及电源、地上毛刺的检测电路，尤其涉及在集成电路、智能卡集成电路中实现的一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路。

背景技术：

智能卡在各领域的广泛应用，尤其是身份认证、金融等高安全领域的智能卡对于防攻击能力提出了更高的要求，同样各方面的攻击者对该类智能卡攻击也日益严重；安全智能卡芯片通常包括CPU、存储器(例如EEPROM、FLASH)、以及嵌入式操作系统(COS)。目前攻击者通过在智能卡芯片电源、地上施加一定条件的glitch，然后利用DFA等分析技术就可以实现对密钥攻击、以及获取存储器内保密数据等。

发明内容：

本发明的目的是针对在电源、地上出现的正、负glitch进行实时、快速检测，输出标志信号；并且本电路以超低功耗实现了快速检测目的。

本发明公开了一种在集成电路中可以超低功耗、快速实时检测电源、地上glitch的电路，其特征在于：包括采样模块、正glitch检测模块、负glitch检测模块、与非门；其中采样电路提供正、负glitch检测模块的输入信号；正glitch检测模块实现对电源上出现的正glitch进行实时检测，对地上出现的负glitch进行实时检测；负glitch检测模块实现对电源上出现的负glitch进行实时检测，对地上出现的正glitch进行实时检测；与非门对正、负glitch检测模块的输出进行与非运算后输出标志信号OUT。

采用本发明公开的电路对电源进行实时检测，在电源、地上没有出现glitch时，本发明电路静态功耗仅为各个器件的漏电功耗，功耗极低；当电源、地上一旦出现glitch攻击信号，则本发明的电路就会实时检测并输出标志信号，系统据此可以对内部逻辑电路作实时的保护处理，防止被攻击；本电路具有功耗低、速度快，占用面积小、可移植性强、易于在标准CMOS工艺实现的特点。

本发明的一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路，其特征在于：包括采样模块、正glitch检测模块、负glitch检测模块、与非门；

所述采样模块：由电阻R1、电容C1串联构成，电阻R1一端为电源VDD、电阻R1与电容C1的公共节点为VDDIN、电容C1的另外节点接GND；

所述正glitch检测模块：由PMOS管P1、P2，NMOS管N1、N2，电容C2构成；所述PMOS管P1源端接VDD、栅端接VDDIN、漏端接POS_IN；所述电容C2一端接POS_IN、另一端接GND；所述NMOS管N1栅端、漏端接POS_IN，源端接GND；所述PMOS管P2栅端接POS_IN、漏端接POS_OUT、源端接VDDIN；所述NMOS管N2，栅端接POS_IN、漏端接POS_0UT、源端接GND；

所述负gltich检测模块：由PMOS管P3、P4，NMOS管N3、N4，电容C3构成；所述PMOS管P3源端接VDDIN、栅端接VDD、漏端接NEG_IN；所述电容C3一端接NEG_IN、另一端接GND；所述NMOS管N3栅端、漏端接NEG_IN，源端接GND；所述PMOS管P4栅端接NEG_IN、漏端接NEG_OUT、源端接VDDIN；所述NMOS管N4，栅端接NEG_IN、漏端接NEG_OUT、源端接GND；

所述与非门：由与非门构成，与非门输入接NEG_OUT、POS_OUT，输出接OUT。

如图1电路所示，当电源VDD、地GND上没有glitch出现时，二极管接法的NMOS管N1、N3分别将POS_IN、NEG_IN拉至低电位，保证POS_OUT、NEG_OUT输出为“高”，OUT输出为“低”；此种状态下整体电路的静态功耗极低，仅为各器件的漏电功耗；

如图1电路所示，当电源VDD上出现正glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，不能实时跟随VDD变化，此时PMOS开关管P1打开，对电容C2充电、使得POS_IN至“高”电位，POS_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；当电源VDD上出现负glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，不能实时跟随VDD变化，此时PMOS开关管P3打开，对电容C3充电、使得NEG_IN至“高”电位，NEG_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；

如图1电路所示，当地GND上出现正glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，能够采样到GND上的变化，此时PMOS开关管P3打开，对电容C3充电、使得NEG_IN至“高”电位，NEG_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；当地GND上出现负glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，能够采样到GND上的变化，此时PMOS开关管P1打开，对电容C2充电、使得POS_IN至“高”电位，POS_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；

附图说明：

图1是在集成电路中实现电源、地毛刺快速低功耗检测电路的原理图；

其中VDD是电源输入端，GND是地输入端，OUT是检测电路输出端。

图2是电源、地毛刺快速低功耗检测电路的信号波形。

其中VDD上出现正glitch时，正glitch检测模块输出端POS_OUT由“高”转变为“低”，电源毛刺快速检测电路输出OUT由“低”转变为“高”；

VDD上出现负glitch时，负glitch检测模块输出端NEG_OUT由“高”转变为“低”，电源毛刺快速检测电路输出端OUT由“低”转变为“高”；

GND上出现负glitch时，正glitch检测模块输出端POS_OUT由“高”转变为“低”，电源毛刺快速检测电路输出端OUT由“低”转变为“高”；

GND上出现正glitch时，负glitch检测模块输出端NEG_OUT由“高”转变为“低”，电源毛刺快速检测电路输出端OUT由“低”转变为“高”；

电源VDD、GND上没有glitch出现时，正、负g_tch检测输出端POS_OUT、NEG_OUT输出均为“高”，电源毛刺快速检测电路输出端OUT为“低”。

具体实施方式：

下面结合附图和实例对本发明作进一步描述。

本发明在集成电路中实现的电源、地毛刺快速低功耗检测电路工作情况如下：

包括采样模块、正glitch检测模块、负glitch检测模块、与非门；

所述正glitch检测模块：由PMOS管P1、P2，NMOS管N1、N2，电容C2构成；所述PMOS管P1源端接VDD、栅端接VDDIN、漏端接POS_IN；所述电容C2一端接POS_IN、另一端接GND；所述NMOS管N1栅端、漏端接POS_IN，源端接GND；所述PMOS管P2栅端接POS_IN、漏端接POS_OUT、源端接VDDIN；所述NMOS管N2，栅端接POS_IN、漏端接POS_OUT、源端接GND；

如图2所示，当电源VDD、地GND上没有glitch出现时，二极管接法的NMOS管N1、N3分别将POS_IN、NEG_IN拉至低电位，保证POS_OUT、NEG_OUT输出为“高”，OUT输出为“低”；此种状态下整体电路的静态功耗极低，仅为各器件的漏电功耗；

如图2所示，当电源VDD上出现正glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，不能实时跟随VDD变化，此时PMOS开关管P1打开，对电容C2充电、使得POS_IN至“高”电位，POS_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；

如图2所示，当电源VDD上出现负glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，不能实时跟随VDD变化，此时PMOS开关管P3打开，对电容C3充电、使得NEG_IN至“高”电位，NEG_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；

如图2所示，当地GND上出现正glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，能够采样到GND上的变化，此时PMOS开关管P3打开，对电容C3充电、使得NEG_IN至“高”电位，NEG_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；

如图2所示，当地GND上出现负glitch时，VDDIN是经过采样模块的输出，能够采样到GND上的变化，此时PMOS开关管P1打开，对电容C2充电、使得POS_IN至“高”电位，POS_OUT输出为“低”，经与非门后OUT输出由“低”转变为“高”，标志有glitch出现；

综上，本发明通过以上技术方案，可以对于电源、地上出现的glitch攻击信号进行实时检测，并且电路具有功耗低、面积小、速度快、可移植性强的特点。

Claims

1.一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路，其特征在于：该检测电路包括采样模块、

正glitch检测模块、负glitch检测模块、与非门；其中：

所述采样模块由电阻R1、电容C1串联构成，电阻R1一端为电源VDD，电阻R1与电容C1的公共节点为VDDIN、电容C1的另一节点接GND；采样电路提供正、负glitch检测模块的输入信号；

所述正glitch检测模块由PMOS管P1、P2，NMOS管N1、N2，电容C2构成；PMOS管P1源端接VDD、栅端接VDDIN、漏端接POS_IN；电容C2一端接POS_IN、另一端接GND；NMOS管N1栅端、漏端接POS_IN，源端接GND；PMOS管P2栅端接POS_IN、漏端接POS_OUT、源端接VDDIN；NMOS管N2，栅端接POS_IN、漏端接POS_OUT、源端接GND；正glitch检测模块实现对电源上出现的正glitch进行实时检测，对地上出现的负glitch进行实时检测；

所述负glitch检测模块由PMOS管P3、P4，NMOS管N3、N4，电容C3构成；PMOS管P3源端接VDDIN、栅端接VDD、漏端接NEG_IN；电容C3一端接NEG_IN、另一端接GND；NMOS管N3栅端、漏端接NEG_IN，源端接GND；PMOS管P4栅端接NEG_IN、漏端接NEG_OUT、源端接VDDIN；NMOS管N4，栅端接NEG_IN、漏端接NEG_OUT、源端接GND；负glitch检测模块实现对电源上出现的负glitch进行实时检测，对地上出现的正glitch进行实时检测；

所述与非门：由与非门构成，与非门输入接NEG_OUT、POS_OUT，输出接OUT，与非门对正、负glitch检测模块的输出进行与非运算后输出标志信号OUT。

2.如权利要求1所述一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路，其特征在于：所述正glitch检测模块通过PMOS管P1作为开关管，由采样模块输出VDDIN作为所述PMOS管P1的开关控制端；所述NMOS管N1栅端、漏端短接于POS_IN，构成二极管接法，在电源、地上没有glitch时，将POS_IN拉至低电位，保证POS_OUT输出为“VDDIN”。

3.如权利要求1所述一种电源、地上毛刺的快速低功耗检测电路，其特征在于：所述负glitch检测模块通过PMOS管P3作为开关管，由VDD作为所述PMOS管P3的开关控制端；所述NMOS管N3栅端、漏端短接于NEG_IN，构成二极管接法，在电源、地上没有glitch时，将NEG_IN拉至低电位，保证NEG_OUT输出为“VDDIN”。