CN106782660A - 片上系统芯片过烧写保护方法及片上系统芯片 - Google Patents

片上系统芯片过烧写保护方法及片上系统芯片 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种片上系统芯片过烧写保护方法及片上系统芯片，其中所述方法包括，接收存储单元烧写指令；获取所有存储单元的逻辑状态信息；根据所有所述存储单元的逻辑状态信息，判断所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态是否为1；当所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为1时，控制不执行所述存储单元烧写指令对应的操作。本发明实施例提供的方法，针对每一个存储单元实施写保护，有效避免过烧写引起的数据安全问题，同时，保证使用的灵活性。

Description

片上系统芯片过烧写保护方法及片上系统芯片
技术领域
本发明涉及过烧写保护技术领域，尤其涉及一种片上系统芯片过烧写保护方法及片上系统芯片。
背景技术
一次性可编程存储器的烧写原理是，MOS(Met al Ox i de S emi conduct or，金属氧化物半导体场效应晶体管)管的栅极被施加烧写编程电压后，击穿晶体管的栅氧化层与衬底或漏极形成导通电路，从而由逻辑0状态转化为逻辑1状态，其中，逻辑0指存储单元的可读写状态，逻辑1指存储单元的不可写状态。但是，在实际芯片的测试中发现，如果长时间给晶体管栅极施加编程电压，栅极与衬底或漏极的导通电路断开，重新返回逻辑0状态，导致存储单元的信息丢失，极大降低存储单元的安全可靠性。
为了防止一次性可编程存储器的过烧写导致的逻辑状态变化问题，为一次性可编程存储器的所有存储单元提供一个全局写保护位，所述写保护位即写保护程序。当一次性可编程存储器的所有存储单元均烧写完成后，全局写保护位生效，如果应用程序向其中的存储单元写入程序，此时，处理器调用写保护程序，并执行写保护程序对应的操作，阻止向存储单元内写入程序。
但是，一次性可编程存储器包含多个存储单元，当其中一部分烧写完成，另一部分未烧写时，依然存在烧写完成的存储单元的晶体管栅极被施加编程电压，导致该存储单元的逻辑状态发生变化。并且，当全局写保护位生效后，一次性可编程存储器变为只读状态，导致其使用灵活性降低。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种片上系统芯片过烧写保护方法及片上系统芯片。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种片上系统芯片，所述片上系统芯片包括一次性可编程存储器，所述一次性可编程存储器包括多个存储单元，包括：上电自动读取模块、OTP读写控制模块、写入模块、读取模块及多个与所述存储单元对应的写保护控制单元，其中：
多个所述写保护控制单元分别与所述存储单元电连接；
所述上电自动读取模块与多个所述写保护控制单元电连接，用于读取写保护控制单元对应的存储单元的逻辑状态信息；
所述写入模块与读取模块的一端与所述存储单元电连接，另一端与所述上电自动读取模块电连接；
所述OTP读写控制模块与所述上电自动读取模块电连接，用于控制写入模块和读取模块执行写入和读取操作。
进一步的，所述写入模块包括导通开关，所述导通开关与所有所述存储单元电连接，并由不同的编程电压控制与对应的存储单元导通。
进一步的，所述读取模块包括导通开关，所述导通开关与所有所述存储单元电连接，并由不同的编程电压控制与对应的存储单元导通。
第二方面，提供一种片上系统芯片过烧写保护方法，所述片上系统芯片包括多个存储单元，包括：
接收存储单元烧写指令；
获取所有存储单元的逻辑状态信息；
根据所有所述存储单元的逻辑状态信息，判断所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态是否为1；
当所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为1时，控制不执行所述存储单元烧写指令对应的操作。
进一步的，所述方法还包括：
当所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为0时，控制执行所述存储单元烧写指令对应的操作。
进一步的，所述控制执行所述存储单元烧写指令，包括：
控制写入模块向存储单元烧写指令对应的存储单元写入数据。
进一步的，所述方法还包括：
接收片上系统芯片的启动指令；
根据所述启动指令，首先启动上电自动读取模块。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的方法，接收存储单元烧写指令；获取所有存储单元的逻辑状态信息；根据所有所述存储单元的逻辑状态信息，判断所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态是否为1；当所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为1时，控制不执行所述存储单元烧写指令对应的操作。由上述描述可知，本发明实施例提供的方法针对每一个存储单元实施写保护，既保证避免过烧写问题，同时保证应用的灵活性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种片上系统芯片结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种片上系统芯片过烧写保护方法流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
基于逻辑工艺的一次性可编程存储器的设计主要采用动态随机存储器结构，利用晶体管的栅氧化层的可击穿性来进行数据编程。这种一次性可编程存储器的每个存储单元都包括两个晶体管，其中一个晶体管时用于输入输出的后栅氧化层晶体管，另一个晶体管时用于芯片内部电路的薄栅氧化层晶体管，由于其栅氧化层较薄，因此很容易在较低电压下被击穿形成导通电路。但是，当长时间施加电压后，该导通电路会关闭，导致存储单元变为可写入的逻辑状态，此时，存储单元内存储的数据容易丢失。
本发明实施例提供了一种片上系统芯片，参见图1，为本发明实施例提供的片上系统芯片的结构示意图。
如图中所示，片上系统芯片包括多个存储单元，多个存储单元分别电连接有写保护控制单元，所述写保护控制单元用于读取存储单元的写保护控制位，控制存储单元的写权限。当存储单元的写保护控制位为逻辑0时，该存储单元可写入数据，当写保护控制位为逻辑1时，该存储单元不可写入数据。所有存储单元均设置有与其电连接的写保护控制单元，写保护控制单元用于获取存储单元的写保护控制位。
上电自动读取模块与所有的写保护控制单元电连接，可用于读取所有存储单元的写保护控制位，并将存储单元的逻辑状态存储在逻辑状态寄存器中保存。OTP读写控制模块与上电自动读取模块电连接，用于读取上电自动读取模块中保存的各存储单元的逻辑状态，并根据各存储单元的逻辑状态控制写入模块和读取模块的工作。
写入模块和读取模块的一端与存储单元电连接，另一端与OTP读写控制模块电连接，用于根据读取的存储单元的逻辑状态，控制写入单元是否写入数据，或者根据读取指令，控制读取模块读取存储单元内的数据。
当OTP读写控制模块接收到向存储单元内写入数据数据的指令后，OTP读写控制模块读取上电自动读取模块中该存储单元的逻辑状态，当逻辑状态为0时，OTP读写控制模块控制写入模块向存储单元内写入数据，当该存储单元的逻辑状态为1时，OTP读写控制模块不控制写入模块写入数据，并返回屏蔽指令至处理器中，从而解决多次烧写导致存储单元由逻辑状态1改为逻辑状态0导致的数据丢失问题，以及一次性可编程存储器的不稳定性。
本发明实施例还提供了一种片上系统芯片过烧写保护方法，参见图2，图2为本发明实施例提供的一种片上系统芯片过烧写保护方法。
在步骤S100中，接收存储单元烧写指令。
当存在硬件或烧录编程器为片上系统芯片进行烧录时，处理器向片上系统芯片的OTP读写控制模块发送存储单元烧写指令，OTP读写控制模块在接收到存储单元烧写指令后，执行相应的操作。
在本发明实施例中，OTP读写控制模块接收到存储单元烧写指令后，在步骤S200中，获取所有存储单元的逻辑状态信息。
本发明实施例提供的方法应用在片上系统芯片的OTP读写控制模块中，当芯片上电后，上电自动读取模块首先执行程序，获取各存储单元的逻辑状态，并保存在逻辑状态寄存器中，当OTP读写控制模块接收到存储单元烧写指令后，从逻辑状态寄存器中获取所有存储单元的逻辑状态信息。
在步骤S300中，OTP读写控制模块根据所有存储单元的逻辑状态信息，判断存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态是否为1。
逻辑单元烧写指令中包含有存储单元烧写指令对应的存储单元字符，OTP读写控制模块接收到存储单元烧写指令后，提取指令中的存储单元字符，根据所有存储单元的逻辑状态信息，判断存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态。
在步骤S400中，当存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为1时，控制不执行存储单元烧写指令对应的操作。
逻辑状态为1时，表示此存储单元处于不可烧写状态，逻辑状态为1时，表示存储单元处于可烧写状态。OTP读写控制模块通过判断存储单元的逻辑状态，确定所述存储单元是否可以烧写，当存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为1时，此时所述存储单元处于不可烧写状态，为了防止所述存储单元中的存储数据丢失，OTP读写控制模块将存储单元烧写指令屏蔽掉，不控制写入模块向存储单元内写入数据，并返回屏蔽消息至处理器。
在步骤S500中，当存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为0时，控制执行存储单元烧写指令。
当存储单元的逻辑状态为0时，此存储单元还未被烧写程序，此时，OTP读写控制模块控制写入模块向存储单元内烧写程序。
由上述描述可知，本发明实施例提供的方法，通过在一次性可编程存储器的每一个存储单元设置写保护控制单元，保证每一个存储单元可单独被写保护控制单元保护，上电自动读取模块上电后自动读取每个存储单元的逻辑状态并保存至寄存器中，OTP读写控制模块在接收到存储单元烧写指令后，从寄存器中获取每个存储单元的逻辑状态，判断存储单元烧写指令对应的存储单元是否可烧写，当不可烧写时，OTP读写控制模块不控制写入模块向存储单元内写入数据。本发明实施例提供的方法可有效保护存储单元，并防止存储单元由于过烧写造成的数据丢失，保证了数据安全性。另外，每个存储单元均设置有写保护控制单元，防止写保护位有效后整个存储器处于只读状态。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种片上系统芯片，所述片上系统芯片包括一次性可编程存储器，所述一次性可编程存储器包括多个存储单元，其特征在于，包括：上电自动读取模块、OTP读写控制模块、写入模块、读取模块及多个与所述存储单元对应的写保护控制单元，其中：
多个所述写保护控制单元分别与所述存储单元电连接；
所述上电自动读取模块与多个所述写保护控制单元电连接，用于读取写保护控制单元对应的存储单元的逻辑状态信息；
所述写入模块与读取模块的一端与所述存储单元电连接，另一端与所述上电自动读取模块电连接；
所述OTP读写控制模块与所述上电自动读取模块电连接，用于控制写入模块和读取模块执行写入和读取操作。
2.根据权利要求1所述的片上系统芯片，其特征在于，所述写入模块包括导通开关，所述导通开关与所有所述存储单元电连接，并由不同的编程电压控制与对应的存储单元导通。
3.根据权利要求1所述的片上系统芯片，其特征在于，所述读取模块包括导通开关，所述导通开关与所有所述存储单元电连接，并由不同的编程电压控制与对应的存储单元导通。
4.一种片上系统芯片过烧写保护方法，所述片上系统芯片包括一次性可编程存储器，所述一次性可编程存储器包括多个存储单元，其特征在于，包括：
接收存储单元烧写指令；
获取所有存储单元的逻辑状态信息；
根据所有所述存储单元的逻辑状态信息，判断所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态是否为1；
当所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为1时，控制不执行所述存储单元烧写指令对应的操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述存储单元烧写指令对应的存储单元的逻辑状态为0时，控制执行所述存储单元烧写指令对应的操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制执行所述存储单元烧写指令，包括：
控制写入模块向存储单元烧写指令对应的存储单元写入数据。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收片上系统芯片的启动指令；
根据所述启动指令，首先启动上电自动读取模块。
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