CN108228373A - 芯片故障注入检测设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种芯片故障注入检测设备及方法，其中，该设备包括：控制装置，用于在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令至故障注入装置；故障注入装置，用于根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；冷启动装置，与所述故障注入装置和待测芯片连接，用于根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。上述技术方案实现了在故障注入检测过程中待测芯片热启动失败时，可自动重启待测芯片，降低了芯片故障注入检测的人工工作量，节约芯片故障注入检测的人力成本，提高了芯片故障注入检测的效率。

Description

芯片故障注入检测设备及方法
技术领域
本发明涉及芯片检测技术领域，特别涉及一种芯片故障注入检测设备及方法。
背景技术
芯片是目前IoT(Internet of Things，物联网)设备的核心设备，根据功能可将芯片分为传感、通信、计算等类别，这些不同类别的芯片已经广泛应用于汽车、家电等领域。然而，随着物联网产品的壮大，芯片的安全性也得到广泛关注，相应的，对于芯片的安全性测试也越来越受到重视。目前业界采用的较为可行的芯片安全性评估方法主要有故障注入分析方法和侧信道分析方法。相较于侧信道分析方法，由于故障注入分析方法具有更高的操作性和通用性，所以更容易应用于IoT设备的芯片检测中。
故障注入分析的基本原理是通过暂时改变芯片的工作频率、供电电压、光照、温度等，使芯片的处理器、ROM、RAM、寄存器等部件在工作过程中产生随机错误，导致输出错误的值，通过理论分析错误的输出，可以得到芯片内部的用户隐私、密钥等机密数据。故障注入分析检测是目前IoT芯片安全性测评的关键方法。
在故障注入检测的过程中，故障注入的强度由故障注入参数控制，若故障注入强度较小，则待测芯片可以正常工作且输出正确结果；若故障注入强度中等，则待测芯片可以正常工作但输出错误结果；如故障注入强度高，则待测芯片需要重新启动后才能正常工作。建立一套自动化故障注入检测方法和装置可以快速测评IoT芯片的安全性。
目前，国内外现有的此类故障注入检测设备适用于通用的有reset复位方式的芯片。
首先，设置故障注入的有关参数，主要有故障注入范围、故障注入强度、故障注入个数、故障注入偏移时间，在上述参数区间内随机生成一个故障，然后把故障注入到芯片，随后芯片响应一个结果。
芯片响应的结果可以分为四类：1、正常结果；2、错误结果；3、预期结果；4、无响应。如果芯片无响应的话，故障注入检测设备输出reset复位信号，芯片接收到reset信号后热启动。芯片热启动后，故障注入检测设备继续向芯片中注入故障，直到得到有效的错误输出响应。
现有的故障注入装置使用的reset复位方式有以下两个缺点：一、只适用于有reset接口的芯片，对于没有reset接口的芯片，需要依赖操作人员手动先断开芯片电源，再重新启动芯片；二、对于搭载操作系统的芯片来说，故障注入会改变RAM中存储的数据从而导致RAM不能重新启动芯片，此时就需要依赖操作人员手动先断开芯片电源，再重启给芯片上电，操作系统就会重新加载到RAM中。
综上，在故障注入中遇到无法热启动芯片的情况下，反复通过人工重新启动芯片的现有故障注入检测方案效率低，检测工作量大，人力成本高。
发明内容
本发明实施例提供了一种芯片故障注入检测设备，用以提高芯片故障注入检测的效率，降低芯片故障注入检测的人工工作量，节约芯片故障注入检测的人力成本，该设备包括：控制装置、故障注入装置和冷启动装置，其中：
控制装置，用于在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令至故障注入装置；
故障注入装置，用于根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；
冷启动装置，与所述故障注入装置和待测芯片连接，用于根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。
本发明实施例还提供了一种芯片故障注入检测方法，用以提高芯片故障注入检测的效率，降低芯片故障注入检测的人工工作量，节约芯片故障注入检测的人力成本，该方法包括：
在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令；
接收所述冷启动指令，根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；
冷启动装置根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述芯片故障注入检测方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述芯片故障注入检测方法的计算机程序。
与现有技术中，在芯片无法热启动，需要人工手动重启芯片的故障注入检测方案相比较，本发明实施例提供的技术方案：在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，通过控制装置发送冷启动指令至故障注入装置；故障注入装置根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；冷启动装置根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动，实现了在故障注入检测过程中，无法热启动待测芯片的情况下，无需人工反复重启待测芯片，即可实现故障注入检测，提高了芯片故障注入检测的效率，降低了人工工作量，节约了人力成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例中芯片故障注入检测设备的结构示意图；
图2是本发明实施例中冷启动装置的结构示意图；
图3是本发明实施例中冷启动装置工作的原理示意图；
图4是本发明另一实施例中冷启动装置的结构示意图
图5是本发明实施例中芯片故障注入检测方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
由于发明人发现了现有技术存在的技术问题，提出了一种新的故障注入测试方案，该方案应用于芯片的故障注入检测，能够实现在故障注入过程的中无法热启动芯片的情况下，自动重新启动芯片。下面对该芯片故障注入检测设备及方法详细介绍如下。
图1是本发明实施例中芯片故障注入检测设备的结构示意图，如图1所示，该设备包括：控制装置10、故障注入装置20和冷启动装置30，其中：
控制装置10，用于在故障注入检测过程中，接收到待测芯片40热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令至故障注入装置20；
故障注入装置20，用于根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置30启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置30；
冷启动装置30，与所述故障注入装置20和待测芯片40连接，用于根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片40冷启动。
本发明实施例提供的芯片故障注入检测装置工作时，控制装置10接收用户输入的故障注入参数，将故障注入参数发送至故障注入装置20；故障注入装置20，用于根据所述故障注入参数生成故障，将故障注入待测芯片40；控制装置10接收待测芯片40反馈的故障注入反馈结果，在故障注入反馈结果为无响应(待测芯片热启动失败的反馈结果)时，发送重启待测芯片指令(冷启动指令)至所述待测芯片；故障注入装置，用于根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；冷启动装置，与所述故障注入装置和待测芯片连接，用于根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。
与现有技术中，在芯片无法热启动，需要人工手动重启芯片的故障注入检测方案相比较，本发明实施例提供的技术方案：在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，通过控制装置发送冷启动指令至故障注入装置；故障注入装置根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；冷启动装置根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动，实现了在故障注入检测过程中，无法热启动待测芯片的情况下，无需人工反复重启待测芯片，即可实现故障注入检测，提高了芯片故障注入检测的效率，降低了人工工作量，节约了人力成本。
具体实施时，控制装置可以为PC、平板电脑等终端设备。
在一个实施例中，如图2所示，所述冷启动装置30可以包括：接收单元31、处理单元32和冷启动单元33，其中：
接收单元31，用于接收故障注入装置发来的冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至所述处理单元32；
处理单元32，用于根据所述冷启动触发控制信号，产生冷启动上电控制信号，将冷启动上电控制信号发送至冷启动单元33；
冷启动单元33，用于根据所述冷启动上电控制信号，控制待测芯片的供电电源给待测芯片40重新上电。
在一个实施例中，如图4所示，所述处理单元32可以为双向驱动继电器BL8023芯片。
在一个实施例中，如图4所示，所述接收单元31可以包括：
接收端口A，与所述故障注入装置的冷启动触发控制信号输出端和BL8023芯片的第三管脚3连接，用于将冷启动触发控制信号发送至BL8023芯片的第三管脚3；
反向器1，反向器1的第一端与所述BL8023芯片的第三管脚3连接，反向器1的第二端与所述BL8023芯片的第七管脚7连接，用于将第三管脚3接收到的冷启动触发控制信号取反后输入到所述第七管脚7。
在一个实施例中，所述接收单元31还可以包括：电流过滤单元，用于过滤输入到第三管脚3和第七管脚7的冷启动触发控制信号中的毛刺电流。
在一个实施例中，如图4所示，所述电流过滤单元31可以包括：
第一电阻R1，第一电阻R1的第一端与所述接收端口A、反向器1的第一端连接；第一电阻R1的第二端与所述第三管脚3连接；
第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与反向器1的第一端、接收端口A连接；
第一电容C1，第一电容C1的第一端与所述第一电阻R1的第二端、第三管脚3连接；第一电容C1的第二端与所述第二电阻R2的第二端连接。
具体实施时，在图4中，D1～D4，C3～C5和芯片7805构成待测芯片的供电电源。D1～D4为供电电源的整流电路，芯片7805是现成的稳压模块，C3～C5的作用是稳压。
在一个实施例中，所述冷启动单元33可以包括：
继电器Rel2，与BL8023芯片的第一管脚1和第五管脚5连接，用于根据冷启动上电控制信号，控制待测芯片的供电电源给待测芯片重新上电；所述继电器Rel2的动触点与待测芯片连接；继电器Rel2的第一静触点与待测芯片供电电源的第一输出端B连接；继电器的第二静触点与待测芯片供电电源的第二输出端C连接。
下面举一实例说明本发明实施例中冷启动装置的工作过程，以理解本发明如何实施。
1.重新启动信号接收模块(接收单元31)通过接口A接收到故障注入装置发来的使能信号；
2.重新启动信号接收模块触发重新启动信号处理模块BL8023(处理单元32)；
3.重新启动信号处理模块BL8023先驱动Rel2的开关拨到B点，再驱动Rel2的开关拨到C点；
4.重新启动信号处理模块完成后重新启动后触发重新启动信号发送模块；
5.重新启动信号发送模块(冷启动单元33)通过D点与待测芯片的供电电源相连。
下面再举一实例说明本发明实施例中芯片故障注入检测设备的工作过程，以理解本发明如何实施。
1.主机(控制装置)与待测芯片通信，主机发送指令控制芯片并接收芯片返回给主机的数据；
2.故障注入装置接收到主机发来的参数后，根据参数向芯片注入故障；
3.若主机待测芯片在故障注入后热启动失败，则发送自动重启芯片装置指令(冷启动指令)给故障注入装置，故障注入装置接收到该指令后，驱动自动重启芯片装置(冷启动装置)启动，自动重启芯片装置启动后，则驱动待测芯片冷启动。
4.重复上述过程，直到主机接收到预期结果并记录所有故障注入参数。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种芯片故障注入检测方法，如下面的实施例。由于芯片故障注入检测方法解决问题的原理与芯片故障注入检测装置相似，因此芯片故障注入检测方法的实施可以参见芯片故障注入检测装置的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是本发明实施例中芯片故障注入检测方法的流程示意图，如图5所示，该方法可以包括如下步骤：
步骤101：在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令；
步骤102：接收所述冷启动指令，根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；
步骤103：冷启动装置根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。
在一个实施例中，冷启动装置根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动，可以包括：
接收故障注入装置发来的冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送；
接收冷启动触发控制信号，根据所述冷启动触发控制信号，产生冷启动上电控制信号，发送所述冷启动上电控制信号；
接收冷启动上电控制信号，根据所述冷启动上电控制信号，控制待测芯片的供电电源给待测芯片重新上电。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述芯片故障注入检测方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述芯片故障注入检测方法的计算机程序。
本发明实施提供的技术方案的有益技术效果为：在待测芯片热启动无效时，可自动重启待测芯片，降低人工工作量，节约检测时间，提高检测效率，且适配于多款故障注入装置。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片故障注入检测设备，其特征在于，包括：控制装置、故障注入装置和冷启动装置，其中：
控制装置，用于在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令至故障注入装置；
故障注入装置，用于根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；
冷启动装置，与所述故障注入装置和待测芯片连接，用于根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。
2.如权利要求1所述的芯片故障注入检测设备，其特征在于，所述冷启动装置包括：接收单元、处理单元和冷启动单元，其中：
接收单元，用于接收故障注入装置发来的冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至所述处理单元；
处理单元，用于根据所述冷启动触发控制信号，产生冷启动上电控制信号，将冷启动上电控制信号发送至冷启动单元；
冷启动单元，用于根据所述冷启动上电控制信号，控制待测芯片的供电电源给待测芯片重新上电。
3.如权利要求2所述的芯片故障注入检测设备，其特征在于，所述处理单元为双向驱动继电器BL8023芯片。
4.如权利要求3所述的芯片故障注入检测设备，其特征在于，所述接收单元包括：
接收端口(A)，与所述故障注入装置的冷启动触发控制信号输出端和BL8023芯片的第三管脚(3)连接，用于将冷启动触发控制信号发送至BL8023芯片的第三管脚(3)；
反向器(1)，反向器(1)的第一端与所述BL8023芯片的第三管脚(3)连接，反向器(1)的第二端与所述BL8023芯片的第七管脚(7)连接，用于将第三管脚(3)接收到的冷启动触发控制信号取反后输入到所述第七管脚(7)。
5.如权利要求4所述的芯片故障注入检测设备，其特征在于，所述接收单元还包括：电流过滤单元，用于过滤输入到第三管脚(3)和第七管脚(7)的冷启动触发控制信号中的毛刺电流。
6.如权利要求5所述的芯片故障注入检测设备，其特征在于，所述电流过滤单元包括：
第一电阻(R1)，第一电阻(R1)的第一端与所述接收端口(A)、反向器(1)的第一端连接；第一电阻(R1)的第二端与所述第三管脚(3)连接；
第二电阻(R2)，第二电阻(R2)的第一端与反向器(1)的第一端、接收端口(A)连接；
第一电容(C1)，第一电容(C1)的第一端与所述第一电阻(R1)的第二端、第三管脚(3)连接；第一电容(C1)的第二端与所述第二电阻(R2)的第二端连接。
7.如权利要求3所述的芯片故障注入检测设备，其特征在于，所述冷启动单元包括：
继电器(Rel2)，与BL8023芯片的第一管脚(1)和第五管脚(5)连接，用于根据冷启动上电控制信号，控制待测芯片的供电电源给待测芯片重新上电；所述继电器(Rel2)的动触点与待测芯片连接；继电器(Rel2)的第一静触点与待测芯片供电电源的第一输出端(B)连接；继电器的第二静触点与待测芯片供电电源的第二输出端(C)连接。
8.一种芯片故障注入检测方法，其特征在于，包括：
控制装置在故障注入检测过程中，接收到待测芯片热启动失败的反馈结果时，发送冷启动指令至故障注入装置；
故障注入装置根据所述冷启动指令，驱动所述冷启动装置启动，产生冷启动触发控制信号，将冷启动触发控制信号发送至冷启动装置；
冷启动装置根据所述冷启动触发控制信号，驱动待测芯片冷启动。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求8所述方法的计算机程序。
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