CN106405208A - 毛刺检测器和具有该毛刺检测器的电子装置 - Google Patents

毛刺检测器和具有该毛刺检测器的电子装置 Download PDF

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CN106405208A CN201610608177.9A CN201610608177A CN106405208A CN 106405208 A CN106405208 A CN 106405208A CN 201610608177 A CN201610608177 A CN 201610608177A CN 106405208 A CN106405208 A CN 106405208A
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李惠秀
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Abstract

提供了一种毛刺检测器和一种包括毛刺检测器的电子装置。该毛刺检测器包括：时钟发生器，被构造为产生与电源电压对应的时钟；计数器，被构造为对时钟发生器产生的时钟进行计数并输出计数值；比较器，被构造为对参考值与计数器输出的计数值进行比较并基于比较结果产生警报信号。

Description

毛刺检测器和具有该毛刺检测器的电子装置
本申请要求于2015年7月30日提交的第10-2015-0108166号韩国专利申请的优先权，通过引用将该韩国专利申请的全部内容包含于此。
技术领域
与示例性实施例一致的装置和方法涉及一种毛刺(glitch)检测器、一种具有该毛刺检测器的电子装置以及一种生成警报信号的方法。
背景技术
毛刺攻击技术是一种通过向电源信号或外部提供的信号施加反常信号来入侵(hack)智能卡的攻击，使得智能卡不可预测地操作。例如，向用于驱动智能卡中的芯片的工作电压施加毛刺，以从电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)窃取数据。因此，智能卡可以包括检测电压的突然增大或减小的毛刺检测器。
发明内容
示例性实施例提供了一种毛刺检测器、一种包括所述毛刺检测器的电子装置以及一种生成警报信号的方法。
根据示例性实施例的一个方面，提供了一种毛刺检测器，所述毛刺检测器包括：时钟发生器，被构造为产生与电源电压对应的时钟；计数器，被构造为对时钟发生器产生的时钟进行计数并输出计数值；比较器，被构造为对参考值与计数器输出的计数值进行比较并基于比较结果产生警报信号。
时钟发生器可以包括环形振荡器。
计数器可以包括波纹计数器。
毛刺检测器还可以包括同步器，所述同步器被构造为将计数值与系统时钟进行同步，其中，系统时钟与时钟发生器产生的时钟不同。
计数器输出的计数值可以是二进制码值，毛刺检测器还可以包括：二进制格雷码转换器，被构造为将二进制码值转换成格雷码值，并将转换的格雷码值输出到同步器，同步器将转换的格雷码值与系统时钟同步；格雷二进制码转换器，被构造为将同步的格雷码值转换成二进制码值，并将转换的二进制码值输出到比较器。
毛刺检测器还可以包括被构造为生成参考值的参考值生成器。
参考值可以是固定值。
参考值可以是可变值。
参考值可以是移动平均值。
比较器可以在计数值减去移动平均值的绝对值大于阈值时产生警报信号。
比较器可以在计数值大于移动平均值并且计数值大于上限时产生警报信号，或者比较器可以在计数值不大于移动平均值并且计数值小于下限时产生警报信号。
参考值可以是之前的计数值，其中，比较器在计数值减去之前的计数值的绝对值大于阈值时产生警报信号。
比较器可以在计数值大于上限时产生警报信号，或者比较器可以在计数值不大于上限并且计数值小于下限时产生警报信号。
在系统时钟域的计数时段中，时钟发生器可以产生时钟，计数器可以对时钟进行计数，在系统时钟域的传输时段中，时钟发生器可以不产生时钟，计数器可以将计数值输出到比较器。
根据另一示例性实施例的一个方面，提供了一种电子装置，所述电子装置包括：至少一个中央处理单元；毛刺检测器，被构造为产生与电源电压对应的时钟，对时钟进行计数以产生计数值，将参考值与计数值进行比较，基于比较结果产生警报信号，并将警报信号输出到所述至少一个中央处理单元。
所述至少一个中央处理单元可以响应于警报信号执行重置操作。
参考值可以在毛刺检测器中产生。
参考值可以在所述至少一个中央处理单元中产生。
参考值可以包括上限和下限，其中，所述至少一个中央处理单元改变上限和下限，从而调整毛刺检测器的灵敏度。
毛刺检测器可以根据电子装置的管理策略被激活或去激活。
根据另一示例性实施例的一个方面，提供了一种毛刺检测器的警报信号生成方法，所述方法包括：生成与电源电压对应的时钟；对时钟进行计数以生成计数值；对参考值与计数值进行比较；基于比较结果生成警报信号。
比较参考值的步骤可以包括：确定计数值减去参考值的绝对值是否大于阈值；或者确定计数值是否大于上限；或者确定计数值是否小于下限。
参考值可以是移动平均值，比较参考值的步骤可以包括确定计数值减去移动平均值的绝对值是否大于阈值。
参考值可以是移动平均值，比较参考值的步骤可以包括：确定计数值是否大于移动平均值；当计数值大于移动平均值时，确定计数值是否大于上限；当计数值不大于移动平均值时，确定计数值是否小于下限。
生成警报信号的步骤可以包括：当计数值大于上限或计数值小于下限时产生警报信号。
参考值可以是之前的计数值，比较参考值的步骤可以包括确定之前的计数值减去计数值的绝对值是否大于阈值。
所述方法还可以包括将计数值与系统时钟进行同步，其中，系统时钟与产生的时钟不同，其中，比较参考值的步骤可以包括对参考值与同步的计数值进行比较。
毛刺检测器可以包括被构造为将参考值与计数值进行比较的比较器，所述方法还可以包括将计数值传输到比较器，其中，在系统时钟域的计数时段生成时钟并对时钟进行计数，其中，在系统时钟域的传输时段，将计数值传输到比较器。
根据示例性实施例的一个方面，提供了一种产生与电源电压对应的第一时钟的环形振荡器，所述环形振荡器包括：计数器，被构造为对第一时钟进行计数；比较器，被构造为对参考值与从计数器输出的计数值进行比较，并响应于与第一时钟不同的第二时钟基于比较结果产生警报信号。
根据示例性实施例的一个方面，提供了一种毛刺检测器，所述毛刺检测器包括：时钟发生器，被构造为产生时钟信号，所述时钟信号具有基于驱动时钟发生器的电源电压而变化的频率；至少一个处理器，被构造为对时钟信号进行计数，并在计数处于界限之外时输出警报。
界限可以包括上限和下限，当计数超出上限或落入下限之下时，计数处于界限之外。
界限可以是可变界限。
界限可以通过毛刺检测器外部的装置来设置。
所述至少一个处理器可以根据与时钟信号不同的系统时钟来操作。
所述至少一个处理器可以在系统时钟的第一时间段内对时钟信号进行计数，并在系统时钟的与第一时间段不同的第二时间段内输出警报。
附图说明
通过下面参照附图的描述，以上和其他方面将变得清楚，其中，除非另外说明，否则同样的附图标记在各个附图中始终表示同样的部件，其中：
图1是示例性地示出根据示例性实施例的毛刺检测器的框图；
图2是示例性地示出根据示例性实施例的时钟发生器的电路图；
图3是示例性地示出根据示例性实施例的计数器的电路图；
图4是示例性地示出根据另一示例性实施例的毛刺检测器的框图；
图5是示例性地示出根据又一示例性实施例的毛刺检测器的框图；
图6是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器的框图；
图7是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器的框图；
图8是示例性地示出根据示例性实施例的将警报信号用作重置信号的电子装置的框图；
图9是示例性地示出根据示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图10是示例性地示出根据另一示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图11是示例性地示出根据又一示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图12是示例性地示出根据再一示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图13是示例性地示出根据再一示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图14是示例性地示出根据再一示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图15是示例性地示出根据再一示例性实施例的生成毛刺检测器的警报信号的方法的流程图；
图16是示例性地示出根据示例性实施例的电子装置的框图；
图17是示例性地示出根据示例性实施例的移动设备的框图；以及
图18是示例性地示出根据示例性实施例的毛刺检测器的工作结果的曲线图。
具体实施方式
将在下文中参照附图更充分地描述示例性实施例，在附图中示出某些示例性实施例。
虽然示例性实施例易受各种修改和替代形式影响，但是在附图中以示例的方式示出并将在这里详细地描述其具体的示例性实施例。然而，应理解的是，没有将本公开限制为所公开的特定形式的意图，而是相反，意图是覆盖落入本发明构思的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
将理解的是，虽然可以在这里使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”等来对元件参照，但是这样的元件不应被解释为受这些术语限制。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，“第一”元件可以被命名为“第二”元件，“第二”元件可以被命名为“第一”元件。
将理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接到或结合到所述另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，没有中间元件。应该以同样的方式解释用来描述元件之间的关系的其他词语(即，“在……之间”相对于“直接在……之间”、“与……相邻”相对于“与……直接相邻”等)。
在这里使用的用来描述示例性实施例的术语不意图限制本发明构思的范围。单数形式“一个(种/者)”和“所述(该)”具有单独的所指物，然而，在本文件中，单数形式的使用不应排除多于一个的所指物。换句话说，除非上下文另外明确指出，否则以单数形式所指的元件可以指一个或更多个元件。还将理解的是，术语“包括”、“包含”和/或其变型用在这里时，说明存在所述的特征、项目、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其他特征、项目、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另外定义，否则在这里使用的所有的术语(包括技术术语和科学术语)将被解释为是在本公开所属领域中惯用的意思。还将理解的是，通用术语也应被解释为是在相关领域中惯用的意思，而不是以理想化的或过于形式化的意思来解释，除非在这里明确地如此定义。
图1是示例性地示出根据示例性实施例的毛刺检测器100的框图。参照图1，毛刺检测器100可以包括时钟发生器110、计数器120和比较器130。
时钟发生器110可以被构造为接收电源电压Vdd并产生与电源电压Vdd对应的时钟CLK_OSC。例如，当电源电压Vdd相对高时，会产生高频率的时钟CLK_OSC。当电源电压Vdd相对低时，会产生低频率的时钟CLK_OSC。在一些示例性实施例中，时钟发生器110可以是电压控制振荡器(VCO)。例如，时钟发生器110可以但不限于是环形振荡器、LC振荡器、LC VCO等。
计数器120可以被构造为对从时钟发生器110输出的时钟CLK_OSC进行计数，并输出计数值CNT。在一些示例性实施例中，计数器120可以是同步计数器或异步计数器。例如，计数器120可以但不限于是波纹计数器、BCD计数器、二进制计数器、环形计数器、约翰逊(Johnson)计数器等。
比较器130可以被构造为接收从计数器120输出的计数值CNT，以比较参考值REF与计数值CNT，并产生与比较结果对应的警报信号S_alarm。例如，当计数值CNT与参考值REF之间的差基于比较结果是大的时，会产生警报信号S_alarm。在示例性实施例中，当计数值CNT与参考值REF之间的差大于阈值时，会产生警报信号S_alarm。阈值可以预先确定。
通常，毛刺检测器可以以模拟电路实施。模拟毛刺检测器可以被构造为使得诸如电阻器、电容器等的无源元件的特性被调整为适应工艺，从而无论何时引入新工艺，都要重新构造模拟毛刺检测器。进一步地，因为诸如电容器等的无源元件的尺寸大，所以无源元件会占据大面积。这将因此导致半导体器件的生产成本增加。进一步地，因为可进行简单的对比，所以会难以处理各种毛刺。
另一方面，如图1所示，根据示例性实施例的毛刺检测器100可以以数字电路实施。因此，毛刺检测器100的尺寸可以小于模拟毛刺检测器的尺寸并可以不修改而应用于各种半导体工艺。进一步地，通过修改软件，毛刺检测器100可以在各种操作环境下是可用的。
图2是示例性地示出根据示例性实施例的时钟发生器110的电路图。参照图2，时钟发生器110可以但不限于是用于输出时钟CLK_OSC的环形振荡器。
如图2所示，时钟发生器110可以包括串联连接的三个逆变器INV1至INV3。三个逆变器INV1至INV3中的每个可以在电源电压Vdd与接地端子GND之间连接，第一逆变器INV1的输入端子可以连接到第三逆变器INV3的输出端子。在图2中，示例性实施例被例示为时钟发生器110包括三个逆变器INV1至INV3。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。时钟发生器110可以以三个或更多个的奇数个逆变器来实施。换句话说，时钟发生器110没有具体限制。
图3是示例性地示出根据示例性实施例的计数器120的电路图。参照图3，计数器120可以以波纹计数器来实施。
如图3所示，计数器120可以包括包含四个触发器FF1至FF4的波纹计数器。在各个触发器FF1至FF4中，输入端子D可以连接到输出端子/Q；前级触发器(例如，第一触发器FF1)的输出端子Q可以连接到下级触发器(例如，第二触发器FF2)的触发输入端子CK。时钟CLK_OSC可以被提供至第一触发器FF1的触发输入端子CK。计数值CNT[3:0]可以从第一触发器FF1至第四触发器FF4的输出端子Q输出。即，可以输出4位计数值。
在图3中，示例性实施例被例示为计数器120包括四个触发器FF1至FF4。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。计数器120可以以多个触发器来实施。换句话说，计数器120没有具体限制。
根据示例性实施例的毛刺检测器还可以包括使计数值CNT与系统时钟同步的同步器。
图4是示例性地示出根据另一示例性实施例的毛刺检测器200的框图。参照图4，与在图1中示出的毛刺检测器100相比，毛刺检测器200还可以包括连接在计数器120与比较器130之间的同步器125。
同步器125可以被构造为接收从计数器120输出的计数值CNT，并将计数值CNT输出为与系统时钟CLK_SYS同步的同步计数值CNT'。因此，在图4中示出的示例性实施例中，比较器130可以在系统时钟(CLK_SYS)域中操作。比较器130可以将参考值REF与同步计数值CNT'进行比较，并可以产生与比较结果对应的警报信号S_alarm。
根据示例性实施例的毛刺检测器可以将计数值CNT转换成格雷码(gray code)以减少在计数操作中引起的毛刺错误。
图5是示例性地示出根据又一示例性实施例的毛刺检测器300的框图。参照图5，与在图4中示出的毛刺检测器200相比，毛刺检测器300还可以包括布置在同步器125之前的二进制格雷码转换器(B到G转换器)124和布置在同步器125之后的格雷二进制码转换器(G到B转换器)126。
二进制格雷码转换器(B到G转换器)124可以被构造为将从计数器120输出的计数值CNT转换成格雷码值。这里，假设来自计数器120的计数值CNT是二进制码值。
同步器125可以将被转换成格雷码的计数值CNT与系统时钟CLK_OSC同步，并可以输出同步计数值CNT'。这里，同步计数值可以是格雷码值。
格雷二进制码转换器(G到B转换器)126可以被构造为将输出自同步器125的格雷码值转换成二进制码值。被转换成二进制码值的计数值可以被提供至比较器130。
根据示例性实施例的毛刺检测器300可以将计数值CNT转换成改变一个位的格雷码，并可以将转换的计数值与系统时钟同步，从而减小计数值CNT被识别为另一种值的可能性。
根据示例性实施例的毛刺检测器还可以包括生成参考值REF的参考值生成器。
图6是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器400的框图。参照图6，与在图1中示出的毛刺检测器100相比，毛刺检测器400还可以包括生成参考值REF的参考值(REF)生成器140。参考值(REF)生成器140可以被构造为在硬件、固件或软件中生成参考值REF。
在一些示例性实施例中，参考值REF可以是固定值或可变值。
在一些示例性实施例中，参考值(REF)生成器140可以被构造为从外部装置接收关于参考值的信息并生成与接收的关于参考值的信息对应的参考值REF。这里，虽然未示出，但是关于参考值的信息可以存储在参考值(REF)生成器140的寄存器中。这里，参考值REF可以是二进制码值。
在一些示例性实施例中，参考值(REF)生成器140可以被构造为使用各种平均值作为参考值REF。例如，移动平均值(moving average value)可以被用作参考值REF。在这种情况下，移动平均值可以是计数值CNT的实时平均值并可以如下面的等式1表达的来计算。
[等式1]
在等式1中，prior_CNT可以是之前的计数值，CNT可以是当前的计数值。然而，根据示例性实施例的移动平均值的计算方法不限于等式1。
参考值(REF)生成器140不限于在这里公开的参考值生成器。在图6中，示例性实施例被例示为参考值(REF)生成器140存在于毛刺检测器400中；然而，本发明构思的范围和精神不限于此。根据一些示例性实施例的参考值生成器可以存在于毛刺检测器外部。特别地，参考值生成器可以使用固件或软件在位于毛刺检测器外部的中央处理单元(CPU)或处理器中实施。
虽然未示出，但是可以在图4中的毛刺检测器200和图5中的毛刺检测器300中添加参考值(REF)生成器140。
如上所述，根据示例性实施例的毛刺检测器可以在没有独立的同步器的情况下高效利用系统时钟CLK_SYS，从而能够同步计数值CNT。
图7是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器500的框图。参照图7，毛刺检测器500可以包括时钟发生器210、计数器220和比较器230。
时钟发生器210可以响应于系统时钟CLK_SYS(例如，“第二时钟”)被激活或去激活。即，时钟发生器210可以在关于系统时钟CLK_SYS的计数时段(即，第一时间段)中生成时钟CLK_OSC(例如，“第一时钟”)并在传输时段(即，第二时间段)中停止生成时钟CLK_OSC。
计数器220可以响应于系统时钟CLK_SYS被激活或去激活。即，在关于系统时钟CLK_SYS的计数时段中，计数器220可以对时钟CLK_OSC进行计数。在传输时段中，计数器220可以停止对时钟CLK_OSC计数并可以输出计数值CNT。
在一些示例性实施例中，计数时段和传输时段可以在系统时钟CLK_SYS的每个循环(或周期)重复。后面提到的计数时段和传输时段的重复限于在这里公开的重复。如图7所示，每组计数时段和传输时段可以对应于一个循环。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。例如，计数时段的长度和传输时段的长度可以设置为彼此不同。
另外，可以添加比较时段。在另一示例性实施例中，传输时段可以包括比较时段。然而，计数器220没有具体限制。
毛刺检测器500还可以包括在图6中示出的参考值(REF)生成器140。
图8是示例性地示出根据示例性实施例的将警报信号S_alarm用作重置信号的电子装置10的框图。参照图8，电子装置10可以包括至少一个毛刺检测器11和至少一个CPU12。
至少一个毛刺检测器11可以以图1中示出的毛刺检测器100、图4中示出的毛刺检测器200、图5中示出的毛刺检测器300、图6中示出的毛刺检测器400、图7中示出的毛刺检测器500中的一个或其某种组合实施。
至少一个CPU 12可以被构造为响应于从至少一个毛刺检测器11输出的警报信号S_alarm执行重置操作。在示例性实施例中，可以响应于一个警报信号S_alarm来执行重置操作。在另一示例性实施例中，可以响应于在一段时间内的多个警报信号来执行重置操作。换句话说，可以在一个时间段内接收到阈值个数的警报信号的情况下执行重置操作。阈值个数和时间段均可以预先确定(在工厂设置、实验性地设置或由用户设置)。后面提到的重置操作不限于在这里公开的重置操作。
例如，电子装置10可以是下面装置中的一个或其两个或更多个的组合：智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、桌上型PC、膝上型PC、笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、移动医疗器械、电子手环、电子项链、电子应用外设(electronic appcessory)、照相机、可穿戴装置、电子钟、腕表、家用电器(例如，冰箱、空调、真空清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器等)、人工智能机器人、电视机(TV)、数字视频光盘(DVD)播放器、音频系统、各种医疗器械(例如，磁共振血管造影(MRA)相机、磁共振成像(MRI)相机、计算机断层扫描(CT)相机、超声机等)、导航装置、全球定位系统(GPS)接收器、事件数据(行车)记录仪(EDR)、飞行数据记录仪(FDR)、机顶盒、TV盒(例如，Samsung HomeSyncTM、AppleTVTM或googleTVTM)、电子词典、车载信息娱乐装置、用于船的电子设备(例如，用于船的导航系统、回转罗盘等)、航空电子系统、安全装置、电子服装、电子钥匙、便携式摄像机、游戏控制器、头戴显示器(HMD)、平板显示装置、电子相框、电子相册、包括通信功能的家具或者建筑物或结构的一部分、电子板、电子签名接收装置或投影仪。
图9是示例性地示出根据示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法的流程图。将参照图1和图9描述毛刺检测器的警报信号生成方法。然而，应注意的是，也可以使用图4至图7的任何一个毛刺检测器。
图1中示出的时钟发生器110可以生成与电源电压Vdd对应的时钟CLK_OSC(S110)。图1示出的计数器120可以对从时钟发生器110输出的时钟CLK_OSC进行计数(S120)。图1中示出的比较器130可以确定计数值CNT是否大于参考值REF(S130)。参考值REF可以是固定值或可变值。如果计数值CNT大于参考值REF，那么会生成警报信号S_alarm(S140)。另一方面，如果计数值CNT不大于参考值REF，那么方法会进行到操作S110。
根据图9中示出的警报信号生成方法，如果计数值CNT大于参考值REF，那么会生成警报信号S_alarm。然而，本发明构思不限于此。即使计数值CNT小于参考值REF，也可以生成警报信号S_alarm。
对于根据示例性实施例的警报信号生成方法，可以使用移动平均值作为参考值REF生成警报信号S_alarm。
图10是示例性地示出根据另一示例性实施例的毛刺检测器的生成警报信号的方法的流程图。参照图10，除了操作S230之外，毛刺检测器的警报信号生成方法可以与图9的方法相同。操作S210和S220可以分别与图9中示出的操作S110和S120相同。因此，省略了关于操作S210和S220的详细描述。在操作S230中，可以确定计数值CNT减去移动平均值的绝对值是否大于值PDV。值PDV可以预先确定。如果计数值CNT减去移动平均值的绝对值大于值PDV，那么会生成警报信号S_alarm(S240)。
在图10中，确定计数值CNT减去移动平均值的绝对值是否大于值PDV的步骤可以意味着计数值CNT的上限和下限与移动平均值之差的绝对值都是相等的。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。根据一些示例性实施例，可以能够不同地设置计数值CNT的上限和下限。
图11是示例性地示出根据又一示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法的流程图。参照图11，操作S310和S320可以分别与图9中示出的操作S110和S120相同。因此，省略了对操作S310和S320的详细描述。在操作S330中，可以确定计数值CNT是否大于移动平均值。如果计数值CNT大于移动平均值(S330，是)，那么可以确定计数值CNT是否大于上限(S340)。如果计数值CNT大于上限，那么会产生警报信号S_alarm(S350)。此时，警报信号S_alarm可以表示正毛刺(positive glitch)。这里，可以由用户将上限设置为正毛刺确定参数。
另一方面，如果计数值CNT不大于移动平均值(S330，否)，那么可以确定计数值CNT是否小于下限(S345)。如果计数值CNT小于下限(S345，是)，那么会生成警报信号S_alarm。这里，警报信号S_alarm可以表示负毛刺(negative glitch)。
在操作S350中生成警报信号S_alarm之后，所述方法可以进行到操作S310以检测毛刺。此外，如果在操作S340中确定计数值CNT不大于上限(S340，否)或者如果在操作S345中确定计数值CNT不小于下限(S345，否)，那么所述方法可以进行到操作S310以检测毛刺。这里，可以由用户将下限适当地设置为负毛刺确定参数。
根据示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法可以使用之前的计数值(之前的CNT)作为参考值REF生成警报信号S_alarm。
图12是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法的流程图。参照图12，操作S410和S420可以分别与图9中示出的操作S110和S120相同。因此，将省略操作S410和S420的详细描述。在操作S430中，可以确定计数值CNT减去之前的计数值(之前的CNT)的绝对值是否大于值PDV。这里，假设之前的计数值(之前的CNT)存储在毛刺检测器之中或之外。如果计数值CNT减去之前的计数值(之前的CNT)的绝对值大于值PDV，那么会生成警报信号S_alarm(S440)。
在操作S440中生成警报信号S_alarm之后，所述方法可以进行到操作S410以检测毛刺。此外，如果在操作S430中确定了计数值CNT减去之前的计数值(之前的CNT)的绝对值不大于值PDV(S430，否)，那么所述方法可以进行到操作S410以检测毛刺。
根据示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法可以使用上限和下限两者作为参考值(REF)来生成警报信号S_alarm。
图13是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法的流程图。参照图13，操作S510和S520可以分别与图9中示出的操作S110和S120相同。因此，将省略操作S510和S520的详细描述。在操作S540中，可以确定计数值CNT是否大于上限。如果计数值CNT大于上限(S540，是)，那么会产生表示正毛刺的警报信号S_alarm(S550)。另一方面，如果计数值CNT不大于上限(S540，否)，那么可以确定计数值CNT是否小于下限(S545)。如果计数值CNT小于下限(S545，是)，那么会产生表示负毛刺的警报信号S_alarm(S550)。
图13中，示例性实施例被例示为在操作S545之前执行操作S540。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。例如，可以在操作S540之前执行操作S545。以上描述的操作的顺序不限于在这里公开的顺序。
根据示例性实施例的警报信号生成方法还可以包括使计数值CNT同步。
图14是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法的流程图。参照图14，与图10中示出的方法相比，警报信号生成方法还可以包括操作S625。图14中示出的操作S610、S620、S630和S640可以与图10中示出的操作S210、S220、S230和S240分别相同。因此，将省略操作S610、S620、S630和S640的详细描述。在操作S625中，可以在系统时钟(CLK_SYS)域而不是振荡器时钟(CLK_OSC)域中将计数值CNT同步。可以通过参照图4描述的同步器125执行计数值CNT的同步操作。
根据本发明构思的示例性实施例，可以在系统时钟域被分成计数时段和传输时段的情况下(参照图7)将计数值CNT同步。
图15是示例性地示出根据再一示例性实施例的毛刺检测器的警报信号生成方法的流程图。下面，将参照图7和图15描述警报信号生成方法。
在系统时钟(CLK_SYS)域的计数时段中，图7中示出的时钟发生器210可以产生与电源电压Vdd对应的时钟CLK_OSC(S710)。在系统时钟域的传输时段中，图7中示出的计数器220可以对从时钟发生器210输出的时钟CLK_OSC进行计数(S720)。接下来，在系统时钟域的传输时段中，计数器220可以将计数值CNT传输到在图7中示出的比较器230(S725)。
比较器230可以确定计数值CNT减去移动平均值的绝对值是否大于值PDV(S730)。值PDV可以预先确定。如果计数值CNT减去移动平均值的绝对值大于值PDV(S730，是)，那么会产生警报信号S_alarm(S740)。
在操作S740中产生警报信号S_alarm之后，所述方法可以进行到操作S710以检测毛刺。此外，如果计数值CNT减去移动平均值的绝对值不大于值PDV(S730，否)，那么所述方法可以进行到操作S710以检测毛刺。
在图15中，示例性实施例被例示为在计数值CNT减去移动平均值的绝对值大于值PDV时产生警报信号S_alarm。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。例如，警报信号S_alarm可以在计数值CNT减去移动平均值的绝对值不大于值PDV时产生。
图16是示例性地示出根据示例性实施例的电子装置1000的框图。参照图16，电子装置1000可以包括至少一个处理器1100、缓冲存储器1200、代码存储器1300、毛刺检测器1400、加密处理电路1500、非易失性存储器接口(NVM I/F)1600、至少一个非易失性存储器装置(NVM)1700和主机接口(主机I/F)1800。电子装置1000可以是数据存储介质(例如，固态驱动(SSD)、记忆棒、通用闪存存储(UFS)装置)、存储卡(例如，安全数字(SD)卡、多媒体卡(MMC)、嵌入式多媒体卡(eMMC)等)、智能卡、移动装置(例如，智能手机、Galaxy TabTM)等。
处理器1100可以被构造为控制关于电子装置1000的总体操作。在一些示例性实施例中，处理器1100可以包括一个或更多个微处理器。处理器1100可以被构造为响应于警报信号S_alarm执行特定操作(例如，重置操作、电路保护操作、私人信息保护操作等)。
在一些示例性实施例中，处理器1100可以是安全处理器或安全元件(SE)等。例如，处理器1100可以具有抗篡改功能以允许保护电子装置1000免受诸如微探测、软件攻击、窃听、故障生成等的篡改攻击。
缓冲存储器1200可以根据处理器1100的控制来操作。例如，缓冲存储器1200可以暂时存储要被处理器1100处理的数据或者可以缓冲要被传输到非易失性存储器装置1700的数据或要从非易失性存储器装置1700读取的数据。在一些示例性实施例中，缓冲存储器1200可以是随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和相变随机存取存储器(PRAM)。
代码存储器1300可以被构造为存储用于管理或操作电子装置1000的代码和/或应用。在一些示例性实施例中，代码存储器1300可以是只读存储器(ROM)或PRAM。
毛刺检测器1400可以监测电源电压，可以检测电源电压的毛刺(例如，正毛刺或负毛刺)，并可以根据检测的毛刺生成警报信号S_alarm。毛刺检测器1400可以以毛刺检测器100、200、300、400或500来实施，并且/或者执行参照图1至图15描述的警报信号生成方法。
加密处理电路1500可以被构造为针对输入/输出数据执行编码/解码操作。加密处理电路1500可以响应于警报信号S_alarm而被重置或去激活。在图16中，示例性实施例被例示为加密处理电路1500存在于处理器1100的外部。然而，本发明构思的范围和精神不限于此。例如，加密处理电路1500可以实施在处理器1100中。
可以通过NVM接口1600执行用与非易失性存储器装置1700的数据交换。非易失性存储器装置1700可以是NAND闪存、垂直NAND(VNAND)闪存、NOR闪存、电阻式随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、磁阻式随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)，自旋转移力矩随机存取存储器(STT-RAM)等。非易失性存储器装置1700可以以三维阵列结构实施。
主机接口1800可以通过并行高级技术附件(PATA)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、小型计算机系统接口(SCSI)、通用串行总线(USB)、外围组件快速互连(PCIe)、SD、串行附件SCSI(SAS)、UFS、eMMC、MMC、NAND接口等连接到外部主机。
虽然未在图16中示出，但是电子装置1000还可以包括错误校正码(ECC)电路。ECC电路可以生成用于校正从非易失性存储器装置1700接收的数据的失效位(fail bit)或错误位(error bit)的ECC，可以针对提供到非易失性存储器装置1700的数据执行错误校正编码，并可以存储添加了校验位(parity bit)的数据。校验位可以存储在非易失性存储器装置1700中。此外，ECC电路可以针对从非易失性存储器装置1700输出的数据执行错误校正解码。ECC电路可以使用校验位来校正错误。ECC电路可以使用诸如低密度奇偶校验(LDPC)码、博斯-乔达利-奥昆冈(BCH)码、涡轮(turbo)码、里德-所罗门码、卷积码、递归式系统码(RSC)、网格编码调制(TCM)、块编码调制(BCM)等的编码调制来校正错误。
虽然未示出，但是电子装置1000可以包括无线通信功能(例如，WiFi)。电子装置1000还可以包括未在图16中示出的组件，或者可以省略图16中示出的组件中的至少一个(除了毛刺检测器)。
图17是示例性地示出根据示例性实施例的移动装置2000的框图。参照图17，移动装置2000可以包括毛刺检测器2020、至少一个处理器2100、缓冲存储器2200、显示/触摸模块2300和存储装置2400。
毛刺检测器2020可以基于参照图1至图15描述的毛刺检测器100、200、300、400或500以及/或者其警报信号生成方法来生成警报信号S_alarm。在一些示例性实施例中，毛刺检测器2020可以在移动装置2000通电时被同时激活。在其他示例性实施例中，毛刺检测器2020可以根据用户的要求或根据移动装置2000的内部管理策略(例如，功耗策略、抵御攻击策略等)被激活或去激活。
处理器2100可以被构造为控制移动装置2000的总体运行以及移动装置2000与外部装置之间的有线/无线通信。例如，处理器2100可以是应用处理器(AP)、集成调制解调器应用处理器(在下文中称为“ModAP”)、微处理器等。
缓冲存储器2200可以被构造为暂时存储当移动装置2000执行处理操作时使用的数据。显示/触摸模块2300可以被构造为显示被处理器2100处理的数据或者接收来自触摸面板的数据。存储装置2400可以被构造为存储用户的数据。存储装置2400可以是eMMC、SSD、UFS等。
图18是示例性地示出根据示例性实施例的毛刺检测器的操作结果的曲线图。参照图18，根据示例性实施例的毛刺检测器可以检测突然变高的正毛刺和平滑变化的正毛刺，以及负毛刺。这里，正毛刺可以表示移动平均值大于上限的时候，而负毛刺可以表示移动平均值小于下限的时候。
在一些示例性实施例中，上限和下限可以是固定的。在一些示例性实施例中，外部系统可以使用软件改变上限和/或下限。即，可以调整毛刺检测器的灵敏度。
根据示例性实施例，毛刺检测器、包括其的电子装置以及其警报信号生成方法可以使用数字电路检测毛刺，从而与模拟电路相比，减小毛刺检测器的尺寸，使得无需修改就可以应用于各种半导体工艺。
此外，根据示例性实施例，毛刺检测器、包括其的电子装置以及其警报信号生成方法可以在各种操作环境下改变参考值，从而调整毛刺检测器的灵敏度。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明构思，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以做出各种改变和修改。因此，应该理解的是，以上示例性实施例不是限制性的，而是说明性的。

Claims (25)

1.一种毛刺检测器，所述毛刺检测器包括：
时钟发生器，被构造为产生与电源电压对应的时钟；
计数器，被构造为对时钟发生器产生的时钟进行计数并输出计数值；
比较器，被构造为对参考值与计数器输出的计数值进行比较，并基于比较结果产生警报信号。
2.根据权利要求1所述的毛刺检测器，其中，时钟发生器包括环形振荡器。
3.根据权利要求1所述的毛刺检测器，其中，计数器包括波纹计数器。
4.根据权利要求1所述的毛刺检测器，所述毛刺检测器还包括被构造为将计数值与系统时钟进行同步的同步器，其中，系统时钟与时钟发生器产生的时钟不同。
5.根据权利要求4所述的毛刺检测器，其中，计数器输出的计数值是二进制码值，
所述毛刺检测器还包括：
二进制格雷码转换器，被构造为将二进制码值转换成格雷码值，并将转换的格雷码值输出到同步器，其中，同步器被构造为将转换的格雷码值与系统时钟同步，以及
格雷二进制码转换器，被构造为将同步的格雷码值转换成二进制码值，并将转换的二进制码值输出到比较器。
6.根据权利要求1所述的毛刺检测器，所述毛刺检测器还包括被构造为生成参考值的参考值生成器。
7.根据权利要求6所述的毛刺检测器，其中，参考值是固定值。
8.根据权利要求6所述的毛刺检测器，其中，参考值是可变值。
9.根据权利要求8所述的毛刺检测器，其中，参考值是移动平均值。
10.根据权利要求9所述的毛刺检测器，其中，比较器被构造为当计数值减去移动平均值的绝对值大于阈值时产生警报信号。
11.根据权利要求9所述的毛刺检测器，其中，比较器被构造为当计数值大于移动平均值并且计数值大于上限时产生警报信号，或者，
其中，比较器被构造为当计数值不大于移动平均值并且计数值小于下限时产生警报信号。
12.根据权利要求8所述的毛刺检测器，其中，参考值是之前的计数值，并且，
其中，比较器被构造为当计数值减去之前的计数值的绝对值大于阈值时产生警报信号。
13.根据权利要求8所述的毛刺检测器，其中，比较器被构造为当计数值大于上限时产生警报信号，或者，
其中，比较器被构造为当计数值不大于上限并且计数值小于下限时产生警报信号。
14.根据权利要求1所述的毛刺检测器，其中，时钟发生器被构造为在系统时钟域的计数时段中产生时钟，并且在系统时钟域的传输时段中不产生时钟，并且，
其中，计数器被构造为在系统时钟域的计数时段中对时钟进行计数，并在系统时钟域的传输时段中将计数值输出到比较器。
15.一种电子装置，所述电子装置包括：
至少一个中央处理单元；以及
毛刺检测器，被构造为产生与电源电压对应的时钟，对时钟进行计数以产生计数值，将参考值与计数值进行比较，基于比较结果产生警报信号，并将警报信号输出到所述至少一个中央处理单元。
16.根据权利要求15所述的电子装置，其中，所述至少一个中央处理单元被构造为响应于警报信号执行重置操作。
17.根据权利要求15所述的电子装置，其中，毛刺检测器被构造为产生参考值。
18.根据权利要求15所述的电子装置，其中，所述至少一个中央处理单元被构造为产生参考值。
19.根据权利要求18所述的电子装置，其中，参考值包括上限和下限，并且，
其中，所述至少一个中央处理单元被构造为改变上限和下限以调整毛刺检测器的灵敏度。
20.根据权利要求15所述的电子装置，其中，毛刺检测器被构造为根据电子装置的管理策略被激活或去激活。
21.一种毛刺检测器，所述毛刺检测器包括：
时钟发生器，被构造为产生具有基于驱动时钟发生器的电源电压而变化的频率的时钟信号；以及
至少一个处理器，被构造为对时钟信号进行计数，并在计数处于界限之外时输出警报。
22.根据权利要求21所述的毛刺检测器，其中，界限包括上限和下限，当计数超出上限或落入下限之下时，计数处于界限之外。
23.根据权利要求21所述的毛刺检测器，其中，界限是可变界限。
24.根据权利要求23所述的毛刺检测器，其中，界限通过毛刺检测器外部的装置来设置。
25.根据权利要求21所述的毛刺检测器，其中，所述至少一个处理器被构造为根据与时钟信号不同的系统时钟来操作，其中，所述至少一个处理器被构造为在系统时钟的第一时间段内对时钟信号进行计数，并在系统时钟的与第一时间段不同的第二时间段内输出警报。
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