CN107392059B - 保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提出一种保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置。非易失性存储器中包含第一区域及第二区域。装置另设置两个独立的第一非易失性存储器管理控制单元以及第二非易失性存储器管理控制单元。装置中还包含编程指令地址解码器。当编程指令地址解码器接收到指示擦除第一区域的第一指令时，指示第一非易失性存储器管理控制单元擦除第一区域中的数据；以及当接收到指示擦除第二区域的第二指令时，指示第二非易失性存储器管理控制单元擦除第二区域中的数据。

Description

保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置
本案是申请日为2014年1月6日，申请号为201410005297.0，发明名称为“保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明关于一种程序代码保护技术，特别是一种保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置。
背景技术
具有安全防护能力的装置必须保护其中存储的内容不会被恶意复制或修改。当保护的内容是程序代码时，必须防止那些非拥有者或不被授权人士的存取以及复制。因此，本发明实施例提出一种保护非易失性存储器中存储程序代码的装置。
发明内容
本发明的实施例提出一种保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置。非易失性存储器中包含第一区域及第二区域。装置还设置两个独立的第一非易失性存储器管理控制单元以及第二非易失性存储器管理控制单元。第一非易失性存储器管理控制单元耦接至第一区域；第二非易失性存储器管理控制单元耦接至第二区域。装置中还包含编程指令地址解码器，耦接至第一非易失性存储器管理控制单元以及第二非易失性存储器管理控制单元。当接收到从编程接口传来的指示擦除第一区域的第一指令时，指示第一非易失性存储器管理控制单元擦除第一区域中的数据；以及当接收到从编程接口传来的指示擦除第二区域的第二指令时，指示第二非易失性存储器管理控制单元擦除第二区域中的数据。
本发明的实施例还提出一种保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置，包含非易失性存储器、非易失性存储器管理控制单元、中央处理单元以及芯片纠错器。非易失性存储器中包含一个安全位元组，其中，安全位元组中的值被设定来表示非易失性存储器目前处于开放存取状态或保护状态。非易失性存储器管理控制单元用以存取非易失性存储器中存储的数据。中央处理单元用以指示非易失性存储器管理控制单元存取非易失性存储器中存储的数据。当芯片纠错器从纠错接口接收到纠错指令时，取得安全位元组的值；依据安全位元组的值进行至少一个判断；以及依据判断的结果，决定是否阻挡纠错指令而不执行。
本发明的实施例还提出一种保护非易失性存储器中存储的程序代码的装置，包含非易失性存储器、中央处理单元以及非易失性存储器管理控制单元。非易失性存储器中包含一个安全位元组，其中，安全位元组中的值被设定来表示非易失性存储器目前处于开放存取状态或保护状态。非易失性存储器管理控制单元耦接至中央处理单元，用以取得读取非易失性存储器中存储的程序代码的指令；非易失性存储器管理控制单元取得安全位元组的值；以及当安全位元组的值指出非易失性存储器目前处于保护状态时，非易失性存储器管理控制单元读取并回复中央处理单元安全位元组的值，而不读取上述非易失性存储器中存储的程序代码。
附图说明
图1是依据本发明实施例的电子装置的系统方块图。
图2是依据本发明实施例的执行于芯片纠错器中的保护非易失性存储器中存储程序代码的方法流程图。
图3是依据本发明实施例的执行于快闪管理控制单元中的保护非易失性存储器中存储程序代码的方法流程图。
主要元件标号说明
10电子装置 110微控制单元
111中央处理单元 112快闪存储器
112a安全防护代码区 112b使用者代码区
113、114快闪管理控制单元 115控制寄存器
116编程指令地址解码器 117芯片纠错器
118静态存储器 120纠错接口
130编程接口 S210～S260方法步骤
S310～S350方法步骤
具体实施方式
图1是依据本发明实施例的电子装置10的系统方块图。电子装置10设置一个微控制单元110，而微控制单元110中的快闪存储器112至少包含两个区域：安全防护代码区112a，实施例的地址范围为yyyyH～zzzzH；以及使用者代码区112b，实施例的地址范围0000H～xxxxH。快闪存储器112是一种非易失性存储器，其中存储的数据并不会因断电而消失。安全防护代码区112a包含一个安全位元组(security byte)，可以为最高位元组(mostsignificant byte)、最低位元组(least significant byte)、或任意地址的位元组。安全防护代码区112a与使用者代码区112b可分别存放由不同的厂商(或使用者)所开发的程序代码。在另一实施例中，安全防护代码区112a与使用者代码区112b可分别存放由同一厂商的不同使用者所开发的程序代码，但不限于此。举例来说，第一厂商(或同一厂商的第一使用者)可将核心的程序代码或是所开发的客制化函数库(customized library)存放在安全防护代码区112a，再提供给第二厂商(或第二使用者)使用。第二厂商(或同一厂商的第二使用者)可将其所开发的主程序代码存放在使用者代码区112b，其中该主程序代码可调取存放于安全防护代码区112a的客制化函数库，如此第二厂商可节省产品开发时间。微控制单元110可被整合至各种产品中，例如，通信产品、电视、存储装置等。
以下举例是以快闪存储器作为说明，然而只要是非易失存储器皆可适用，例如EPROM(erasable programmable read-only memory)、PROM(programmable read-onlymemory)、ROM(read-only memory)、EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)等非易失性存储器。因此，在以下内容中所提到的快闪管理控制单元也可替换为非易失性存储器管理控制单元(NVMMC,non-volatile memory managementcontroller)用以控制非易失性存储器。
传统的设计使用单一的快闪管理控制单元来存取整个快闪存储器，并且当中央处理单元接收到擦除指令(erase command)时，擦除整个快闪存储器。为了提高程序代码的安全性，依据本发明实施例，安全防护代码区112a以及使用者代码区112b分别使用独立的快闪管理控制单元(flash memory control units)113及114进行存取，并且提供用以分别擦除快闪存储器112中的安全防护代码区112a以及使用者代码区112b的两个不同的指令，例如“SEC_erase”以及“user_erase”。两个不同的指令可以两个不同的代码作表示。
电子装置10还可设置编程接口130，使得使用者可将外部编程器通过编程接口130耦接编程指令地址解码器116，并发出如上所述用以擦除安全防护代码区112a以及使用者代码区112b的不同指令。当编程指令地址解码器116接收到擦除安全防护代码区112a的指令时，指示快闪管理控制单元113擦除安全防护代码区112a的数据，另外当接收到擦除使用者代码区112b的指令时，指示快闪管理控制单元114擦除使用者代码区112b的数据。一般而言，微控制单元110的制造商可提供擦除安全防护代码区112a的指令以及擦除使用者代码区112b的指令给客户(例如，上述第一厂商与第二厂商)，用以分别擦除安全防护代码区112a以及使用者代码区112b的数据。
若安全防护代码区112a中的安全位元组被设定为一个特定值时，例如“0xFF”，则代表安全防护代码区112a目前为开放存取状态，若安全位元组被设定为其他值而非此特定值，则代表安全防护代码区112a目前正处于保护状态。以下详细介绍使用安全位元组保护安全防护代码区112a中所存储程序代码的机制。不论安全位元组被设定为哪个值，安全防护代码区112a中的程序代码都可以被中央处理单元111载入并执行。
为了避免安全防护代码区112a中的程序代码会在纠错的过程中被反向工程推知，芯片纠错器117会参考安全位元组的值来决定是否阻挡特定的纠错指令。图2是依据本发明实施例的执行于芯片纠错器117中的保护非易失性存储器中存储程序代码的方法流程图。当从纠错接口120接收到关联于安全防护代码区112a中的程序代码的纠错指令后(步骤S210)，取得安全防护代码区112a中的安全位元组的值(步骤S220)。于一实施例中，安全位元组的值可在开机的时候，先通过中央处理单元111进行读取，并事先存储于芯片纠错器117中的寄存器(register)(未绘示)。当执行步骤S220时，从芯片纠错器117的寄存器中取得安全位元组的值。于另一实施例中，芯片纠错器117于每一次接收到纠错指令时，都向中央处理单元111请求读取安全防护代码区112a中安全位元组的值。接着，进行以下判断步骤：根据安全位元组的值决定安全防护代码区112a是否处于保护状态(步骤S230)；以及决定纠错指令是否为受限制的指令(步骤S240)。受限制的指令可以为设置中断点(breakpoint)指令、单步执行(step run)指令、进入纠错模式指令，或其他的纠错指令。若上述判断步骤皆为符合，则阻挡纠错指令而不执行(步骤S250)。若上述判断步骤其中有一者不符合，则将纠错指令传送给中央处理单元111执行(步骤S260)。也就是说，在图2中，步骤S230与步骤S240执行顺序可以相互置换。于另一实施例中，可省略步骤S240，仅在步骤S230中判断安全位元组的值显示安全防护代码区112a处于保护状态时，则阻挡所有来自于纠错接口120的指令而不执行。
首先说明设置中断点指令以及单步执行指令。当中央处理单元111从芯片纠错器117接收到设置中断点的指令后，会在安全防护代码区112a的程序代码中的指定位置插入一个暂停执行的信号。接着，当中央处理单元111执行安全防护代码区112a的程序代码并侦测到暂停执行的信号时，暂停整个程序代码的执行。当中央处理单元111从芯片纠错器117接收到单步执行的指令后，只会执行安全防护代码区112a的下一个程序代码并暂停整个程序代码的执行。
于暂停执行时，使用者可通过芯片纠错器117读取存储在静态存储器118中目前的变数值以及控制寄存器115中目前的内容，并借以推测安全防护代码区112所存储的程序代码。所以，为了避免安全防护代码区112所存储的程序代码被非授权使用者推测而得，设置中断点的指令及单步执行的指令必须要在安全防护代码区112a处于开放存取状态下才允许被执行。此外，在安全防护代码区112a处于保护状态时，芯片纠错器117也可以借由阻挡进入纠错模式的指令来避免以上所述的问题。
为了避免安全防护代码区112a中的程序代码会被非授权复制，快闪管理控制单元113会参考安全位元组的值来决定是否阻挡数据读取指令。图3是依据本发明实施例的执行于快闪管理控制单元113中的保护非易失性存储器中存储程序代码的方法流程图。当接收到读取安全防护代码区112a中的程序代码的指令后(步骤S310)，取得安全防护代码区112a中的安全位元组的值(步骤S320)。于一实施例中，接收到的指令中可包含安全防护代码区112a中的一段读取地址。于步骤S310的一些实施例中，当中央处理单元111执行使用者代码区112b中的程序代码时，中央处理单元111借由设定控制寄存器115以指示快闪管理控制单元113存取安全防护代码区112a的数据。熟知此技艺人士理解这种利用设定控制寄存器115来完成对安全防护代码区的数据读取及写入一种在线应用可编程技术(in applicationprogramming)。于步骤S310的另一些范例中，快闪管理控制单元113可从中央处理单元111接收读取安全防护代码区112a中的程序代码的指令。于步骤S310的另一些实施例中，快闪管理控制单元113可从编程指令地址解码器116接收读取安全防护代码区112a中的程序代码的指令，而此指令是由连接于编程接口130的外部编程器(未绘示)发出。接着，根据安全位元组的值决定安全防护代码区112a是否处于保护状态(步骤S330)。若是，则读取并回复中央处理单元111安全位元组的值(步骤S340)，而不读取所需的程序代码；否则读取并回复所需的程序代码(步骤S350)。于另一实施例中，步骤S340可包含回应一错误信息。
虽然图1中包含了以上描述的元件，但不排除在不违反发明的精神下，使用更多其他的附加元件，以达成更佳的技术效果。此外，在上述内容中虽以快闪存储器为例作为说明，然而只要是非易失存储器皆可适用，例如EPROM、PROM、ROM、EEPROM等非易失性存储器。因此，在上述内容中所提到的快闪管理控制单元也可替换为非易失性存储器管理控制单元(NVMMC)用以控制非易失性存储器。此外，虽然图2、图3的流程图采用特定的顺序执行，但是在不违法发明精神的情况下，熟知此技艺人士可以在达到相同效果的前提下，修改这些步骤间的顺序，所以，本发明并不局限于仅使用如上所述的顺序。此外，熟知此技艺人士亦可以将若干步骤整合为一个步骤，或者是除了这些步骤外，循序或平行地执行更多步骤，本发明亦不因此而局限。
虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用以限缩本发明。相反地，此发明涵盖了熟知此技艺人士显而易见的修改与相似设置。所以，申请权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。

Claims (10)

1.一种保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，所述装置包含：
一非易失性存储器，包含一安全位元组，其中，上述安全位元组的值被设定来表示上述非易失性存储器目前处于一开放存取状态或一保护状态；
一非易失性存储器管理控制单元，耦接至上述非易失性存储器，用以存取上述非易失性存储器中存储的数据；
一中央处理单元，耦接至上述非易失性存储器管理控制单元，用以指示上述非易失性存储器管理控制单元存取上述非易失性存储器中存储的数据；以及
一芯片纠错器，耦接至上述中央处理单元，当从一纠错接口接收到一纠错指令时，取得上述安全位元组的值；依据上述安全位元组的值进行至少一判断；以及依据上述判断的结果，决定是否阻挡上述纠错指令而不执行。
2.如权利要求1所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，上述判断为依据上述安全位元组的值决定上述非易失性存储器目前是否处于上述保护状态，若否，则传送上述纠错指令给上述中央处理单元执行。
3.如权利要求1所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，上述判断为依据上述安全位元组的值决定上述非易失性存储器目前是否处于上述保护状态，若是则上述芯片纠错器阻挡上述纠错指令而不执行。
4.如权利要求1所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，上述判断为依据上述安全位元组的值决定上述非易失性存储器目前是否处于上述保护状态以及决定上述纠错指令是否为一受限制指令，若两者皆是则上述芯片纠错器阻挡上述纠错指令而不执行。
5.如权利要求4所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，上述受限制指令为设中断点指令、单步执行指令或进入纠错模式指令。
6.一种保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，所述装置包含：
一非易失性存储器，包含一安全位元组，其中，上述安全位元组的值被设定来表示上述非易失性存储器目前处于一开放存取状态或一保护状态；
一中央处理单元；以及
一非易失性存储器管理控制单元，耦接至上述中央处理单元，用以取得读取上述非易失性存储器中存储的程序代码的一指令；上述非易失性存储器管理控制单元取得上述安全位元组的值；以及当上述安全位元组的值指出上述非易失性存储器目前处于上述保护状态时，上述非易失性存储器管理控制单元读取并回复上述中央处理单元上述安全位元组的值，而不读取上述非易失性存储器中存储的程序代码。
7.如权利要求6所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，当上述安全位元组的值指出上述非易失性存储器目前处于上述开放存取状态时，上述非易失性存储器管理控制单元读取并回复上述中央处理单元上述非易失性存储器中存储的程序代码。
8.如权利要求6所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，上述中央处理单元耦接于控制寄存器，借由设定上述控制寄存器以指示上述非易失性存储器管理控制单元存取上述非易失性存储器中存储的程序代码。
9.如权利要求6所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，上述中央处理单元于执行相应的指令时，向上述非易失性存储器管理控制单元发出读取上述非易失性存储器中存储的程序代码的上述指令。
10.如权利要求6所述的保护非易失性存储器中的存储程序代码的装置，其特征在于，所述装置还包含：
一编程指令地址解码器，耦接至上述非易失性存储器管理控制单元，其中，上述编程指令地址解码器从一编程接口接收到相应的指令后，向上述非易失性存储器管理控制单元发出读取上述非易失性存储器中存储的程序代码的上述指令。
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