CN102760484A - 保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法 - Google Patents

保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102760484A
CN102760484A CN2012101341682A CN201210134168A CN102760484A CN 102760484 A CN102760484 A CN 102760484A CN 2012101341682 A CN2012101341682 A CN 2012101341682A CN 201210134168 A CN201210134168 A CN 201210134168A CN 102760484 A CN102760484 A CN 102760484A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
diode
overvoltage
transistor
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101341682A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102760484B (zh
Inventor
B·B·彼得森
D·里斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Altera Corp
Original Assignee
Altera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altera Corp filed Critical Altera Corp
Publication of CN102760484A publication Critical patent/CN102760484A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102760484B publication Critical patent/CN102760484B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/24Memory cell safety or protection circuits, e.g. arrangements for preventing inadvertent reading or writing; Status cells; Test cells
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/177Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form
    • H03K19/17748Structural details of configuration resources
    • H03K19/17768Structural details of configuration resources for security

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于保护可编程集成电路器件免受过电压冲击的系统和方法。一般地,诸如FPGA的可编程器件含有可以存储敏感信息的易失性存储寄存器。为了防止可编程器件的损害和/或逆向设计,当怀疑存在过电压冲击时,可以使用过电压检测电路使器件无法工作和/或擦除存储在器件上的敏感信息。特别地,一旦过电压检测电路检测到施加于可编程器件的电压超过触发电压,那么可以引起逻辑电路擦除存储在器件上的敏感信息。理想地,过电压检测电路包括的部件可被设置为当通过例如电池施加于可编程器件的电压低于触发电压时,需要可以忽略不计的电流消耗。

Description

保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法
技术领域
背景技术
本发明涉及用于保护存储在可编程器件中的数据免受拷贝和/或其他损害的影响,例如场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)。
可编程器件是众所周知的。一般地,诸如FPGA的可编程器件含有存储敏感信息的易失性存储部件和非易失性存储部件。例如,用于解密器件中已加密数据的加密密钥可以存储在可编程器件的易失性寄存器中。
冲击者或其他非法用户可以使用许多技术恢复和/或拷贝该敏感信息。一个有利的冲击包括在极端条件下运行可编程器件。例如,冲击者可以将过量电压应用于器件,希望器件将以无法预测的方式起作用,潜在地提供不安全地访问敏感信息。该技术一般被称为过电压冲击,包括使器件受到突增的瞬间电压和/或一段时间内升高的电压电平的影响。
发明内容
本发明涉及用于保护可编程集成电路免受过电压冲击的系统和方法。
根据本发明的实施例,提供了具有寄存器、过电压检测电路、和逻辑电路的可编程集成电路器件。耦合电压源的寄存器构造为存储至少一个比特值。过电压电路构造为检测由电压源产生的电压,以及如果检测的电压大于或等于触发电压,就生成过电压信号。依次地,逻辑电路构造为只要生成过电压信号就清除寄存器。
根据本发明的额外实施例,由前述的电压源为过电压检测电路供电。具体地,由相同的电压源为过电压检测电路供电,用于检测过量电压。本发明的理想特征是,当控制共享电源时,过电压检测电路可以继续保护可编程器件。
根据本发明的额外实施例,当检测的电压小于触发电压,过电压检测电路获得少量电流。换句话说,过电压检测电路的渗漏(例如,静态)电流极其少。同样地,如果由电池为可编程器件供电,那么最小化电池上实施的过电压保护的影响。
根据本发明的额外实施例,过电压检测电路包括电压传感块(例如,一连串堆叠的二极管)和用于产生过电压信号的开关电路。该电压传感块具有特征启动电压,以便于例如只有当由电压源产生的电压大于或等于该特征启动电压时“起动”(例如,传导电流)电压传感块。
用这种方式,过电压检测电路的电流消耗保持忽略不计,除非和直到出现过量电压。当出现过量电压时,电压传感块显示控制信号,控制信号随着由电压源产生的电压增加而增加。当控制信号的电压达到或超过开关电路的阈值电压时,开关电路产生过电压信号,因此清除寄存器。开关电路可以是提供类型开关行为的任何合适的电路结构,例如构造为输出高电压或低电压的晶体管。或者,开关电路可以提供逐渐增加和/或减少的信号。开关电路可以包括许多晶体管和/或电阻元件。
还提供了构造和操作以上所述的可编程集成电路的方法。
附图说明
一旦结合附图考虑下面的详细说明书,就将明显看出本发明的进一步特征、其本质和各种优势,在附图中相似的引用字符是指相似的零件,在附图中:
图1描述了根据本发明的示例性实施例的具有过电压检测电路的可编程逻辑器件的方框图;
图2描述了根据本发明的示例性实施例的图1的过电压检测电路的更详细的方框图;
图3描述了根据本发明的示例性实施例的图1的过电压检测电路的示例性实施;和
图4是根据本发明的示例性实施例的在过电压检测电路中执行的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
为了防止经由过电压冲击损害和/或逆向设计可编程器件只要怀疑过电压冲击,就使器件失去能力和/或擦除存储在器件上的敏感信息的特征是理想的。
因此,本文中描述了用于当怀疑过电压冲击时使用示例性的反损害技术的系统和方法。特别地,本文中描述了过电压检测电路,过电压检测电路检测应用于可编程器件的电压,并确定电压是否超过触发电压值时。如果电压超过触发电压值,过电压检测电路可以引起逻辑电路擦除存储在器件上的敏感信息。过电压检测电路是由以这种方式布置的部件组成,当应用于可编程器件的电压保持在触发电压值以下时产生可以忽略不计的电流消耗。因此,在正常使用中,如果由电池为器件供电,过电压检测电路将最小地影响电池寿命。
图1示出了包括根据本发明的某些实施例的过电压检测电路120、逻辑电路122、和易失性主寄存器124的示例性器件100。逻辑电路122可以是可编程逻辑磁芯的零件,可以根据用户编程的结构数据构造可编程逻辑磁芯。在实施例中,将逻辑电路122编程为例如当在器件100上检测到非法冲击(例如,过电压冲击)时清除易失性主寄存器124。清除易失性主寄存器124可以包括用其他数据重写易失性主寄存器124的内容,例如所有“0”值、所有“1”值、或其组合。
在示例性的实施例中,器件100是FPGA;然而,器件100可以是任何其他合适形式的电路。例如,器件100可以是专用集成电路(ASIC)或任何合适的可编程逻辑器件。还应当理解的是,器件100可以是器件的组合,例如FPGA和ASIC,和/或可以包括额外的、独立的电路部件。例如,过电压检测电路120可以包括在也包括逻辑电路122和易失性主寄存器124的FPGA内。或者,过电压检测电路120可以是单独的ASIC的零件,或可以由耦合逻辑电路122的离散电路部件组成。
在某些实施例中,器件100包括不同类型的易失性寄存器和非易失性寄存器,用于存储例如加密密钥、安全选项信息、和/或安全选项结构。然而,由于间接性,在图1-3中只示出了易失性主寄存器124。易失性主寄存器124可以包括一个或多个单独的寄存器,用于存储比特。在一个实施例中,易失性主寄存器124包括许多易失性寄存器,用于存储加密密钥。
特别地,易失性主寄存器124可以用于存储加密密钥,其中加密密钥用于解密和/或加密例如结构数据。在某些方法中,加密密钥基于高级加密标准(AES)。将在同此文同时提出申请的共同审理中的一般授让的美国专利申请13/097,205和13/098,315(分别是代理人案号000174-0710-101/A03696和0001740713101/A03699)中更详细地讨论关于加密密钥的不同实施例的进一步细节和加密密钥在加密与解密中的用途,因而这两篇申请的整个内容以参考方式包括进本发明。
在某些实施例中,过电压检测电路120、逻辑电路122、和易失性主寄存器124共享同一个电压源(VBAT)110。因此,由同一个电压电源为过电压检测电路120供电,用于监控过量的电压。然而,尽管过电压检测电路120、逻辑电路122、和易失性主寄存器124被描述为共享电压电源110,但是应当理解,可以使用一个或多个其他的电压源。
例如,可以由另一个电压源为过电压检测电路120供电,当过电压检测电路120应用于易失性主寄存器124时可以监控电压源110。
在某些实施例中,过电压检测电路120检测何时电压源110大于或等于已知的触发电压。例如,触发电压可以是大于器件的正常工作电压的任何电压。下面关于图2和图3将进一步讨论过电压检测电路120的组成,但是应当理解,任何合适的电路可以用于确定何时电压源110超过或等于触发电压。例如,可以使用电压传感器件和比较器。或者,如以下所讨论的,可以使用二极管管组和晶体管。
当过电压检测电路120检测到电压源110大于或等于已知的触发电压时,可以生成过电压信号130。在示例性的实施例中,信号130提供给逻辑电路122。例如,过电压检测电路120的输出可以耦合、或直接连接逻辑电路122的输入。如上所述,逻辑电路122包括用于清除易失性主寄存器124的逻辑电路。例如,当逻辑电路122接收过电压信号130时,逻辑电路122可以通过通信路径132重写存储在易失性主寄存器124中的数据。
图2更详细地描述了根据本发明的某些实施例的图1的过电压检测电路120。特别地,图2示出了与图1的器件100基本相似的示例性器件200。如图所示,过电压检测电路120可以包括电压传感电路220(本文中也被称为电压传感块)和开关电路222。电压传感电路220可以耦合电压源110,以及在某些实施例中,可以由电压源110为电压传感电路220供电。相似地,开关电路222可以耦合电压源110,以及在某些实施例中,可以由电压源110为开关电路222供电。尽管未描述,但是应当理解,在某些实施例中,电压传感电路220和/或开关电路222可以耦合电压源110,但是是由除了电压源110以外的电压源为其供电。
电压传感电路222可以检测何时电压源110大于或等于已知的阈值电压,依次地,可以生成控制信号230。控制信号230可以提供给开关电路222,作为响应开关电路222可以生成过电压信号130。如上所讨论的,参考图1,过电压信号130可以提供给逻辑电路122,然后,逻辑电路清除易失性主寄存器124的内容。
在某些实施例中,电压传感电路220具有特征启动电压也就是说,电压传感电路220所处的电压开始传导电流。此外,开关电路222可以具有阈值电压(或“启动”电压),在该阈值电压点开关电路开始传导电流。因此,当电压源110达到特征启动电压时,因而启动电压传感电路220(生成控制信号230作为结果),开关电路222仍保持不活动。作为替代,随着电压源110生成的电压增加,控制信号230依次地增加,直到控制信号230达到开关电路222的阈值电压。一旦控制信号230达到开关电路222的阈值电压,开关电路222就开始传导电流,并可以作为响应生成过电压信号130。总而言之,只有当电压电源110生成的电压达到或超过特征启动电压(电压传感电路220的)和阈值电压(开关电路222的)时,才可以根据某些实施例生成过电压信号130。该电压总和等于过电压检测电路120的触发电压(以上所述)。
开关电路222可以是提供类似开关操作行为的任意合适结构的电路,例如构造为输出高电压或低电压的晶体管。由将低电压迅速转换为高电压(或电流)和/或反之亦然的输出限定类似开关的行为。或者,在某些实施例中,开关电路提供更多逐渐增加和/或降低的信号。在后者的实施例中,当过电压信号130达到充分高(或充分低)的值时,逻辑电路122可以清除易失性主寄存器124的内容。在一个实施例中,开关电路122包括单个晶体管和单个电阻器,如下面参考图3所述。然而,应当理解,开关电路122可以包括许多晶体管和/或电阻元件。
在示例性的实施例中,电压传感电路220和/或开关电路222可以在正常工作条件下不活动,例如,当电压源110的电压小于特征启动电压(电压传感电路220)时。例如,电压源110的电压在正常工作条件下可以低于“启动”电压传感电路220和/或开关电路222内的部件所需的电压。同样地,可以忽略电压传感电路220和/或开关电路222的渗漏电流(例如,静态电流)。
在另一个实施例中,当电压传感电路220在正常工作条件下可以是名义上活动的,开关电路222保持不活动直到电压源110的电压达到或超过触发电压。也就是说,当开关电压222具有阈值电压时,触发开关电路222所需的总电压可以高于起动电压传感电路220所需的总电压。因此,器件200可以在起动电压传感电路220而不是起动开关电路222的电压条件安全地工作。此外,电压传感电路220可以构造为传导在该标称条件期间的最小电流,因此降低过电压检测电路120的标称静态电流。
尽管本文中主要描述了具有阈值电压的开关电路222,但是应当理解,在某些实施例中,开关电路222不具有阈值电压,或具有可以忽略不计的阈值电压。在这些实施例中,开关电路222可以响应从电压传感电路220接收控制信号230立刻产生过电压信号130。也就是说,开关电路222可以进一步起到一旦起动电压传感电路220(例如,当由电源110生成的电压达到或超过电压传感电路220的起动电压时)就生成过电压信号130的作用。
图3描述了根据本发明的某些实施例的图1的过电压检测电路120的示例性实施。具体地,图3示出了与图1的器件100基本相似的示例性的器件300。如图所示,过电压检测电路120包括二极管管组320、阻抗330与340、和晶体管350。二极管管组320可以包括许多二极管(例如,三个二极管)。在某些实施例中,这些二极管串联在一起,而在其他的实施例这些二极管并联在一起。然而,应当理解,二极管管组320内的二极管可以按照任意合适的结构连接,可以包括许多串行连接和/或并行连接。在一个实施例中,二极管管组320中的二极管是低漏电流二极管。选择二极管的类型和数目,以便于在每个二极管的正向电压降总和等于期望的特征启动电压。例如,如果要求2.1伏特的特征启动电压,那么可以选择每个二极管均具有0.7伏特正向电压降的三个二极管。由于这些二极管串联在一起,所以二极管管组320并不会传导电流,除非和直到电压源110达到或超过2.1伏特。在本文中二极管的正向电压降也被称为“启动”电压。
如图3中所示,二极管管组320可以耦合电源110、阻抗330、和晶体管350端子。特别地,二极管管组320可以被认为是两端子器件,其中一个端子耦合电源110,另一个端子连接阻抗330和晶体管350。二极管管组320可以含有许多彼此串联的二极管(例如,三个二极管),二极管定向,以便于当起动时,电流通过每个二极管从电源流入阻抗330中。当电流流过阻抗330时,电压出现在连接二极管管组320和阻抗330与晶体管350的节点。该电压可以起动晶体管350,引起晶体管传导电流(例如,当在前述节点的电压超过晶体管350的阈值电压时)。
阻抗330可以是电阻器、或任何其他合适的电阻元件。阻抗330的一个端子可以连接二极管管组320和晶体管350,而另一个端子可以连接局部电接地。阻抗330可以是任意合适的值,但是在示例性的实施例中,阻抗330是相对较大的电阻。例如,阻抗330可以是足够大的电阻器,以便于一旦电源110达到等于二极管管组320的特征电压和晶体管的阈值电压总和的电压电平,晶体管350就开始传导电流。该阻抗值也起到限制当电压电源110无法起动晶体管250但是可以起动二极管管组320时流过二极管管组320和阻抗330的电流量,例如,当器件300受到电源110的中间电压的影响时过电压检测电路120的静态电流。
阻抗340也可以是电阻器、或任何其他合适的电阻元件。阻抗340的一个端子可以耦合电源110,而另一个端子可以连接晶体管350和/或逻辑电路122。在一个实施例中,阻抗340是10千欧姆的电阻器。
然而,应当理解,在其他的实施例中,阻抗340可以是任意合适值的电阻器。例如,阻抗340可以具有适合于一旦起动晶体管350就使得晶体管350产生过电压信号130的电阻值(例如,阻抗340大到当电源110达到触发电压时使得过电压信号130的电压电平充分降低,但是小到足以充分驱动晶体管350)。然而,当电源110生成等于或高于触发电压的电压时,阻抗340的电阻没有小到阻止或防止在连接阻抗340与晶体管350的节点的电压降低至触发寄存器清除逻辑电路122的功能必需的电压水平。
晶体管350可以是任意合适的晶体管。例如,晶体管350可以是金属氧化物场效应晶体管(MOSFET),例如n-通道MOSFET(NMOS)晶体管。应当理解,代替晶体管350,可以使用任意合适的开关部件,只要无论何时二极管管组320起动开关输出信号。在图3中,当电源110达到或超过触发值时,二极管管组320变得起作用(例如,传导电流)和开始起动晶体管350。例如,如果二极管管组320中的每个二极管具有0.7伏特的正向电压降,和如果晶体管350也具有0.7伏特的接通电压(例如,阈值电压),那么当电源110达到2.8伏特(例如,触发电压是2.8伏特)时就将开始提供过电压信号130。因此,可以选择二极管管组320中的二极管数目和类型,以便于当对二极管的正向电压和晶体管350的阈值电压求和时,总电压等于期望的触发电压。
晶体管350可以是三端器件。例如,在MOSFET的情形中,晶体管350可以具有栅极、源极、和漏极。在所描述的实施例中,晶体管350的栅极连接结合二极管管组320和阻抗330的节点;漏极连接结合阻抗340和逻辑电路122的节点;以及源极连接局部接地。应当理解,晶体管350的方向可以依赖于器件类型改变,例如当使用p-通道MOSFET(PMOS)晶体管时,可以交换源极位置和漏极位置。在一个实施例中,晶体管350具有与二极管管组320中二极管相同的接通电压。然而,晶体管350的接通电压可以不同于二极管320中二极管的接通电压,例如,取决于期望的准确触发电压。
尽管未描述任何介于其间的电路元件,但是一个或多个电路元件可以串联在图2的过电压检测电路120的部件之间。相似地,额外的电路元件可以并联过电压检测电路120的部件。例如,在一个实施例中,较大的旁路电容器可以与二极管管组320和阻抗330并联,从而保护电路不受静电放电的影响。而且,应当理解,可以移除和/或用另一个元件代替图3中描述的一个或多个部件。
通过利用二极管管组320提供了理想技术,当二极管传导不起作用的最小电流时检测过量电压。例如,只要电源110提供的电压小于特征启动电压(例如,器件300的正常工作条件),二极管管组320保持不起作用,因此在连接电池上有几乎很少或无漏极。另一方面,二极管管组320立刻响应应用的过量电压,例如,电源110一旦提供了等于特征启动电压的电压就起动二极管。因此,二极管管组320为由静态中的低漏电流电流表征的电压检测提供了高度响应的解决方案。然而,应当理解,代替二极管可以使用其他合适的部件。例如,代替二极管管组320可以使用一个或多个电阻元件。在这种情况中,必须仔细地选择电阻元件和阻抗330的值,以便于只有当电源110达到或超过期望的触发电压时生成的分压器起动晶体管350。
图4示出了用于保护可编程集成电路器件免受过电压冲击的示例性过程400。在步骤410,检测可编程集成电路器件(例如,应用的电压)的电池连接线上的电压。例如,可以检测图1-图3的电压电源110。在一个实施例中,电压检测包括确定电池连接线上准确的电压值或所检测的电压所处的电压电平范围。例如,可以对电压进行采样,并与其他已知的电压进行比较。在其他的实施例中,相比之下,仅仅由电路接收电压。例如,在图1-图3中,过电压电路120耦合电源110,因此,可以使用电源110。在一个实施例中,实际上由电源110为过电压检测电路120供电。
在步骤420,确定所检测的电压是否超过(或等于)触发电压。触发电压可以是预定值。在某些实施例中,触发电压是起动、发动图1-图3的过电压电路120内的电路所需的电压。例如,如图3中所示,触发电压是二极管管组320中每个二极管的正向电压降和起动晶体管350所需的阈值电压的总和。在其他的实施例中,触发电压是由另一个电路输出的电压、或是存储在存储单元中的电压值、或任何其他合适的电压电平或值。
为了确定所检测的电压是否超过(或等于)触发电压,可以使用任意合适的电路或软件。在一个实施例中,电路可以构造为保持暂停活动(或“关闭”)直到达到触发电压;电路是起作用的(或“打开”)表明所检测的电压超过(或等于)触发电压。例如,图3的晶体管350构造为只有当达到触发电压时才传导电流,否则保持不起作用,如以上关于图3所讨论的。然而,在其他的实施例中,可以使用比较器(例如,在硬件或软件中实施)确定所检测的电压是否超过(或等于)触发电压。例如,可以利用模拟数字转换器对电池连接线上的电压进行采样,并与存储的触发电压值进行比较,从而确定电池连接线上的电压是否超过(或等于)触发电压。举另一个例子来说,可以利用比较器电路将电池连接线上的电压与触发电压进行比较。应当理解,可以使用根据不同的实施例的比较触发值和检测电压的任意合适的装置。
在步骤430,如果所检测的电压低于触发电压,那么过程400返回至步骤410,并继续监控器件的电池连接线上的电压。另一方面,如果所检测的电压超过或等于触发电压,那么过程400继续进行步骤440。
在步骤440,可以擦除器件内的敏感信息。例如,可以用“0”值、“1”值、或其组合重写一个或多个易失性寄存器(例如,存储加密密钥)的内容。参考图1-图3,由逻辑电路122接收过电压信号130(当电压电源110达到触发电压时提供),然后清除易失性寄存器124。
实际上,过程400中所示的一个或多个步骤可以与其他步骤组合起来以任意合适的顺序执行、并行(例如,同时或基本同时)执行、或移除。例如,步骤410和420可以组合起来,因此同时执行检测电压电源和确定所检测电压是否超过触发值。也就是说,图3的器件300可以同时执行在这个范围内的这些步骤,以便于过电压电路120响应电源110达到或超过触发电压生成过电压信号130。代替单独地检测电压电平和确定检测电压电平是否超过触发值,过电压信号130的电路简单地构造为当条件是真(如上所述)时“起动”电路。最后,可以利用硬件和/或软件以任意合适方式的任意合适组合执行过程400。
所呈现的本发明的上述实施例仅仅是为了示出而非限制,以及仅仅通过本发明遵循的权利要求限制本发明。

Claims (20)

1.一种可编程集成电路器件,包含:
构造为存储至少一个比特的值的寄存器,所述寄存器耦合应用电压源;
过电压检测电路,构造为:
检测由所述应用电压源生成的电压;和
如果所述检测的电压大于和/或等于触发电压,生成过电压信号;
逻辑电路,构造为响应所述生成的过电压信号清除所述寄存器。
2.根据权利要求1所述的可编程集成电路器件,其中由所述应用电压源为所述过电压检测电路供电。
3.根据权利要求1所述的可编程集成电路器件,其中如果所述检测的电压小于所述触发电压,那么所述过电压检测电路消耗可以忽略不计的电流的量。
4.根据权利要求1所述的可编程集成电路器件,其中所述过电压检测电路包含:
电压传感块,其耦合至所述应用电压源,所述电压传感块具有特征启动电压,其中所述电压传感块被构造为如果由所述应用电压源产生的电压超过或等于所述特征启动电压,则产生控制信号;和
开关电路,构造为响应所述控制信号产生所述过电压信号。
5.根据权利要求4所述的可编程集成电路器件,其中所述电压传感块包含一组堆叠的二极管,其中每个所述二极管均具有接通电压,以及其中所述特征启动电压是所述二极管管组中每个所述二极管的所述接通电压的总和。
6.根据权利要求4所述的可编程集成电路器件,其中所述开关电路具有阈值,所述触发电压等于所述特征启动电压和所述阈值电压的总和,以及所述开关电路构造为,如果由所述应用电压源产生的电压超过或等于所述触发电压,就响应所述控制信号产生所述过电压信号。
7.根据权利要求4所述的可编程集成电路器件,其中所述开关电路包含耦合所述应用电压源的晶体管。
8.一种可编程集成电路器件,包含:
寄存器,其耦合应用电压源,所述寄存器构造为存储至少一个比特值;
过电压检测电路,包含:
耦合所述应用电压源的一组堆叠二极管,如果由所述应用电压源产生的电压大于和/或等于特征启动电压,那么所述堆叠二极管可操作地传导电流,其中所述特征启动电压是起动所述堆叠的二极管管组中每个二极管所需的总电压;和
耦合所述堆叠二极管和所述寄存器的晶体管,如果由所述应用电压源产生的电压大于和/或等于所述特征启动电压和阈值电压的总和,那么所述晶体管可操作地生成过电压信号,其中所述阈值电压是起动所述晶体管所需的电压;和
逻辑电路,所述逻辑电路可操作地响应所述生成的过电压信号清除所述寄存器。
9.根据权利要求8所述的可编程集成电路器件,其中所述过电压检测电路进一步包含:
第一阻抗,所述第一阻抗耦合所述堆叠二极管组、所述晶体管和局部接地;和
第二阻抗,所述第二阻抗耦合所述应用电压源、所述晶体管和所述寄存器。
10.根据权利要求9所述的可编程集成电路器件,所述第一阻抗和所述第二阻抗均是电阻器。
11.根据权利要求9所述的可编程集成电路器件,所述晶体管是NMOS晶体管,以及其中所述晶体管的栅极耦合所述堆叠二极管组和所述第一阻抗,所述晶体管的漏极耦合所述第二阻抗和所述寄存器,和所述晶体管的源极耦合所述局部接地。
12.根据权利要求8所述的可编程集成电路器件,其中所述堆叠二极管管组包含三个低漏电流二极管,以及其中所述特征启动电压基本上等于2.1伏特。
13.一种保护可编程集成电路器件免受过电压冲击的方法,所述方法包含:
利用过电压检测电路检测由应用电压源产生的电压;
如果所述检测的电压大于和/或等于触发电压,则利用所述过电压检测电路生成过电压信号;和
利用逻辑电路响应所述生成的过电压信号清除寄存器。
14.根据权利要求13所述的方法,进一步包含通过所述应用电压源提供功率给所述过电压检测电路。
15.根据权利要求13所述的方法,其中如果所述检测电压小于所述触发电压,则所述过电压检测电路消耗可以忽略不计的电流的量。
16.根据权利要求13所述的方法,其中所述过电压检测电路包含每个二极管均具有接通电压的一组堆叠二极管,以及其中如果由所述应用电压源大于和/或等于所述堆叠二极管中每个二极管的接通电压总和,那么起动所述堆叠的低漏电流二极管管组。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述过电压检测电路进一步包含具有阈值电压的晶体管。
18.根据权利要求17所述的方法,其中生成所述过电压信号包含,如果由所述应用电压源产生的电压大于和/或等于所述堆叠二极管管组中每个二极管的接通电压和所述阈值电压的总和,那么利用所述晶体管生成所述过电压信号。
19.根据权利要求13所述的方法,清除所述寄存器包含用其他数据重写易失性主寄存器。
20.根据权利要求13所述的方法,其中检测由所述应用电压源产生的电压包含检测突增的瞬时电压和持续一段时间的增加电压中的至少一个。
CN201210134168.2A 2011-04-29 2012-05-02 保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法 Active CN102760484B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/097,313 US8605401B2 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Systems and methods for securing a programmable device against an over-voltage attack
US13/097,313 2011-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102760484A true CN102760484A (zh) 2012-10-31
CN102760484B CN102760484B (zh) 2017-03-01

Family

ID=47054913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210134168.2A Active CN102760484B (zh) 2011-04-29 2012-05-02 保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8605401B2 (zh)
JP (1) JP6034049B2 (zh)
CN (1) CN102760484B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106898381A (zh) * 2013-08-09 2017-06-27 慧荣科技股份有限公司 数据储存装置及其电压保护方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2550977B (en) 2016-05-31 2020-07-22 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Monitoring of devices
CN112069554B (zh) * 2020-09-18 2024-06-11 天津兆讯电子技术有限公司 外部供电电源上电结构及其方法、安全芯片和电子卡
US11977664B2 (en) 2021-11-19 2024-05-07 Nxp Usa, Inc. Supply voltage proportionality monitoring in a system-on-chip (SOC)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6330668B1 (en) * 1998-08-14 2001-12-11 Dallas Semiconductor Corporation Integrated circuit having hardware circuitry to prevent electrical or thermal stressing of the silicon circuitry
US6414884B1 (en) * 2000-02-04 2002-07-02 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for securing electronic circuits
JP2002271183A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Denso Corp 過電圧保護回路
CN1729610A (zh) * 2002-12-23 2006-02-01 桑迪士克股份有限公司 高电压纹波减少和基材保护
US20090059440A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Seagate Technology Llc Data integrity management responsive to an electrostatic event

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313112A (en) * 1991-12-23 1994-05-17 Ford Motor Company Low voltage inhibiting circuit for a microcomputer
US5768372A (en) 1996-03-13 1998-06-16 Altera Corporation Method and apparatus for securing programming data of a programmable logic device
JP2000076139A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 携帯型情報記憶媒体
US6804100B2 (en) * 1999-12-31 2004-10-12 Nokia Mobile Phones, Ltd. Method and apparatus for protection of batteries
JP2002043868A (ja) * 2000-07-28 2002-02-08 Nec Corp 半導体装置
TW511269B (en) * 2001-03-05 2002-11-21 Taiwan Semiconductor Mfg Silicon-controlled rectifier device having deep well region structure and its application on electrostatic discharge protection circuit
US6819539B1 (en) * 2001-08-20 2004-11-16 Cypress Semiconductor Corp. Method for circuit recovery from overstress conditions
US7142400B1 (en) * 2002-03-27 2006-11-28 Cypress Semiconductor Corp. Method and apparatus for recovery from power supply transient stress conditions
US20060158444A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-20 Sitronix Technology Corp. Voltage variation processing mechanism built-in a microcontroller
US7711039B2 (en) * 2005-04-01 2010-05-04 Freescale Semiconductor, Inc. System and method for protecting low voltage transceiver
EP2019996A1 (de) * 2006-05-10 2009-02-04 Nxp B.V. Sensor mit einer schaltungs anordnung
US7479798B1 (en) 2006-05-16 2009-01-20 Altera Corporation Selectively disabled output
US7630184B2 (en) * 2006-09-25 2009-12-08 Agere Systems Inc. Method and apparatus for an over-voltage detection circuit
KR100897767B1 (ko) * 2007-02-07 2009-05-15 삼성전자주식회사 데이터 유지 시간을 늘릴 수 있는 마이크로 컨트롤러 유닛및 방법
JP2009277085A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 情報削除機能付きlsi

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6330668B1 (en) * 1998-08-14 2001-12-11 Dallas Semiconductor Corporation Integrated circuit having hardware circuitry to prevent electrical or thermal stressing of the silicon circuitry
US6414884B1 (en) * 2000-02-04 2002-07-02 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for securing electronic circuits
JP2002271183A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Denso Corp 過電圧保護回路
CN1729610A (zh) * 2002-12-23 2006-02-01 桑迪士克股份有限公司 高电压纹波减少和基材保护
US20090059440A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Seagate Technology Llc Data integrity management responsive to an electrostatic event

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106898381A (zh) * 2013-08-09 2017-06-27 慧荣科技股份有限公司 数据储存装置及其电压保护方法
CN106898381B (zh) * 2013-08-09 2020-12-15 慧荣科技股份有限公司 数据储存装置及其电压保护方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6034049B2 (ja) 2016-11-30
JP2012235459A (ja) 2012-11-29
US20120275077A1 (en) 2012-11-01
US8605401B2 (en) 2013-12-10
CN102760484B (zh) 2017-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110546590B (zh) 用于及时检测即将发生的电源故障以保护本地设计状态的方法
CN111226279B (zh) 用于闪存存储器设备的防黑客入侵机构
US9430678B2 (en) Charge distribution control for secure systems
US9419614B2 (en) Low-power open-circuit detection system
US9714976B2 (en) Circuit and method for detecting a fault attack
JP2016181933A (ja) セキュアデジタル論理セル
CN102760484A (zh) 保护可编程器件免受过电压冲击的系统和方法
JP7500854B2 (ja) セキュアメモリデバイスのためのグリッチ保護システムおよびリセットスキーム
US8564324B2 (en) Monitoring of the activity of an electronic circuit
TWI702766B (zh) 過電壓/能量保護裝置
US8913745B2 (en) Security within integrated circuits
JP6284630B2 (ja) セキュアシステムおよび保護方法
TWI620094B (zh) 電荷分布控制系統、加密系統和藉由操作其防止以旁通道攻擊之方法
Kimura et al. Highly reliable non-volatile logic circuit technology and its application
TWI582702B (zh) 電子元件及其保護方法、智慧卡、電腦程式及紀錄媒體
US20170279268A1 (en) Power Switch Module, Smart Grid Power Supply Arrangement and Method Therefor
JP5262981B2 (ja) ラッチ装置及びラッチ方法
JP6358497B2 (ja) 制御装置
JP4697746B2 (ja) 電源瞬停保護回路
CN111752363B (zh) 电源电路及其驱动方法
JP2006338671A (ja) 情報保護が必要な装置へのアクセスを完全に遮断する回路及び方法
KR101730638B1 (ko) 모놀리틱 집적 회로 디바이스에서 공급 전압 글리치를 검출하는 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant