CN111666597B - 一种电子雷管芯片的片上存储办法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种电子雷管芯片的片上存储办法和装置，其中所述方法包括：电子雷管芯片接收上电指令，进一步根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据；校验所述Efuse的数据是否被篡改；若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。利用Efuse存储掉电保存数据，将不需要掉电保持的数据存放在寄存器中，降低需要保存的数据量。通过Efuse的数据的校验，进一步提高数据存储安全性。从而起爆现场只进行寄存器读写操作，提高爆炸现成数据读写操作的安全性，避免由于数据错误的修改造成的早爆和拒爆问题。
Description
技术领域
本申请实施例涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种电子雷管芯片的片上存储办法及装置。
背景技术
电子雷管是雷管与集成电路技术相结合的产物，目前已经得到了广泛的应用，并在很多应用中取代了传统的起爆系统。其相比之前的导爆管，电子雷管实现了高精度延期、安全控制和可靠起爆等特性。电子雷管主要由电子控制模块、带有药头的桥丝和火药管(或无起爆药管)构成。电子雷管需要使用片上非易失存储器存放通信以及起爆所需要的信息，比如唯一地址码、密码、孔位号、延时时间值和电压/时钟校准值等信息。根据设计不同，所需要存储的信息略有不同。
目前一般采用EEPROM来存储所需信息。EEPROM是用浮栅结构存储电荷实现信息存储。这个方案存在以下几个问题：1.EEPROM在写入操作时如果电压不稳，会导致写入不完全影响数据长期可靠性；2.EEPROM抗高温、高湿、辐射、静电、强电磁场能力不强。但是爆炸现场却存在高温、高湿、辐射、静电、强电磁场干扰。这两个问题都会引起爆炸现场早爆或拒爆的问题。
现有技术中电子雷管采用EEPROM储存信息，存在一定数据可靠性和数据丢失问题，需要提出一种新的片上储存方式。
发明内容
为此，本申请实施例提供一种电子雷管芯片的片上存储办法及装置，解决电子雷管在片上数据可靠性所引起的早爆或者拒爆问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种电子雷管芯片的片上存储办法，包括：
电子雷管芯片接收上电指令；
根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据；
校验所述Efuse的数据是否被篡改；
若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。
可选地，所述Efuse中的数据储存结构为X-1个有效数据和CRC校验码，所述有效数据和CRC校验码是出厂设置的，所述CRC校验码用于校验所述Efuse的数据是否被篡改。
可选地，在所述读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器之前，所述方法还包括：
进行所述电子雷管芯片内部电源稳定性分析，在内部电源稳定的情况下执行下一步骤。
可选地，在所述进行电子雷管芯片内部电源稳定性分析之后，所述方法还包括：
判断内建延时是否结束，在内建延时结束的情况下触发电子雷管芯片从所述Efuse中读取数据到所述寄存器中。
可选地，所述根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述方法包括：
每读取所述Efuse中设定单位数据后均延时设定时长，直到所述Efuse中所有数据读取完毕。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电子雷管芯片的片上存储装置，所述装置包括：
指令接收模块，用于电子雷管芯片接收上电指令；
数据读取模块，用于根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据；
校验模块，用于校验所述Efuse的数据是否被篡改；
指令发送模块，用于若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。
可选地，所述Efuse中的数据储存结构为X-1个有效数据和CRC校验码，所述有效数据和CRC校验码是出厂设置的，所述CRC校验码用于校验所述Efuse的数据是否被篡改。
可选地，所述装置还包括：
电源稳定模块，用于在所述读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器之前，进行所述电子雷管芯片内部电源稳定性分析，在内部电源稳定的情况下执行下一步骤。
可选地，所述装置还包括：
内建延时模块，用于在所述进行电子雷管芯片内部电源稳定性分析之后，判断内建延时是否结束，在内建延时结束的情况下触发电子雷管芯片从所述Efuse中读取数据到所述寄存器中。
可选地，所述装置还包括：
延时模块，延时模块，用于每读取所述Efuse中设定单位数据后均延时设定时长，直到所述Efuse中所有数据读取完毕。
综上所述，本申请实施例提供了一种电子雷管芯片的片上存储办法和装置，通过电子雷管芯片接收上电指令，进一步根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据；校验所述Efuse的数据是否被篡改；若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。利用Efuse存储掉电保存数据，将不需要掉电保持的数据存放在寄存器中，降低需要保存的数据量。通过Efuse的数据的校验，进一步提高数据存储安全性。从而起爆现场只进行寄存器读写操作，提高爆炸现成数据读写操作的安全性，避免由于数据错误的修改造成早爆或者拒爆问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本申请实施例提供的电子雷管芯片储存结构；
图2为本申请实施例提供的电子熔丝中的数据储存结构；
图3为本申请实施例提供的一种电子雷管芯片的片上存储办法流程示意图；
图4为本申请实施例提供的数据操作流程；
图5为本申请实施例提供的一种电子雷管芯片的片上存储装置框图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Efuse类似于EEPROM，是一次性可编程存储器，在芯片出场之前会被写入信息，在一个芯片中，Efuse的容量通常很小，一些芯片Efuse只有128bit。Efuse可用于存储MEMrepair的存储修复数据，也可用于存储芯片的信息：如芯片可使用电源电压，芯片的版本号，生产日期。芯片在初次上电过程中会读取Efuse中的电压字段数值，送到芯片外部的电源管理器，电源管理器在芯片初始上电前会提供一个标准的电压(假设为1.0v)，在接受到Efuse中的电压字段数值后会调节电压大小。如果芯片质量较好，电源管理器会将电源电压调节到较低值(0.8v)，假设芯片质量一般，电压管理器将电源电压调节到稍高值(0.85v)。完成电源电压调整后，芯片会重新进行上电复位操作。
电子雷管控制主机(起爆器)和电子雷管芯片通信以及控制电子雷管起爆的过程中，涉及许多数据，比如：唯一地址编码UID，密码PD，孔位号SN，延时时间DT等。还有其他保证雷管芯片正常工作以及拓展功能所需要的数据。这些数据中，有些是需要掉电保存，比如UID和PD；有些则不需要，比如SN和DT等。根据数据需不需要掉电保存的特性，将需要掉电保存的数据存放在电子熔丝中，将不需要掉电保持的数据存放在寄存器中，如图1所示。电子熔丝中存储UID和PD等数据，寄存器中存储UID_reg、PD_reg、OT_reg、SN_reg、DT_reg和Boom_mark_reg等数据。
所有存放在电子熔丝的数据是在雷管厂就已经完成写入操作，其他数据需要修改通过读写寄存器操作即可。在爆炸现场不需要进行存储器读写，降低了数据被错误修改的概率。
本申请实施例选择电子熔丝，用熔丝的烧断与否代表bit位的1/0。相较于浮栅结构存储电荷方式，它抗高温、高湿、辐射、静电、强电磁场干扰性能更佳。由于电子熔丝的写入操作只在工厂完成，写入操作的时候可保证有稳定的电压和足够的功率，确保写入数据无误。
为了增加第二道保险，保证爆炸现场读取的电子熔丝中的数据与雷管厂写入的数据一致。数据中加入了CRC校验码，如图2所示。举例说明，假设UID有X字节，前X-1字节是有效数据，最后一个字节是CRC校验码。如果雷管在储存、运输过程中，因为某些未知的原因数据被修改，起爆器读出数据后，做CRC校验便可得知，保证数据有问题的雷管不会被使用。
本申请实施例提供了一种电子雷管芯片的片上存储办法，如图3所示，所述方法包括如下步骤：
步骤301：电子雷管芯片接收上电指令。
步骤302：根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据。所述设定大小可以是1bit，本申请对此不作具体限定。
步骤303：校验所述Efuse的数据是否被篡改。
步骤304：若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。
在一种可能的实施方式中，所述Efuse中的数据储存结构为X-1个有效数据和CRC校验码，所述有效数据和CRC校验码是出厂设置的，所述CRC校验码用于校验所述Efuse的数据是否被篡改。
在一种可能的实施方式中，在步骤302之前，进行所述电子雷管芯片内部电源稳定性分析，在内部电源稳定的情况下执行下一步骤。
在一种可能的实施方式中，在所述进行电子雷管芯片内部电源稳定性分析之后，判断内建延时是否结束，在内建延时结束的情况下触发电子雷管芯片从所述Efuse中读取数据到所述寄存器中。
在一种可能的实施方式中，在步骤302，每读取所述Efuse中设定单位数据后均延时设定时长，直到所述Efuse中所有数据读取完毕。所述设定时长可以是1ms，本申请对此不作具体限定。
为了使得本申请实施例提供的电子雷管芯片的片上存储办法更加清晰，具体的起爆现场只进行寄存器读写操作的操作流程如图4所示。当雷管芯片上电，然后等待直至内部电源稳定，内建延时结束。雷管芯片会自动从电子熔丝中读取数据到寄存器中，每次读1bit，且读完后延时1mS，以保证读取过程中不会因为供电原因导致数据错误。如此，提高了需要掉电保存数据的抗高温，震动，静电，强电磁干扰的特性，也提高了爆炸现场数据读写操作的安全性，避免由于数据错误的修改造成早爆问题。
图4具体包括如下步骤：
步骤401：雷管芯片上电。
步骤402：判断内部电源是否稳定，若是，执行步骤403。
步骤403：判断内建延时是否结束，若是，执行步骤404。
步骤404：读取1bit电子熔丝中的数据到寄存器中。
步骤405：数据读取完毕后，延时1ms。
步骤406：判断数据是否全部读取完毕，若是，执行步骤407。
步骤407：等待指令和其他操作。
可以看出，本申请实施例中，将电子雷管芯片上的数据分成需要掉电保存和不需要掉电保存两类，降低需要保存的数据量。利用电子熔丝高可靠性和抗干扰特点，保存需要掉电保存的数据，提高数据可靠性。因此，电子雷管芯片接收上电指令后，根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中；主机读取电子熔丝Efuse中的数据，校验所述Efuse的数据是否被篡改，进一步提高数据存储安全性。利用Efuse存储需掉电保存数据，将不需要掉电保持的数据存放在寄存器中，从而起爆现场只进行寄存器读写操作，提高爆炸现成数据读写操作的安全性。以上方法极大的避免由于数据储存可靠性/错误的修改造成早爆/拒爆问题。
综上所述，本申请实施例提供了一种电子雷管芯片的片上存储办法，通过电子雷管芯片接收上电指令，进一步根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据；校验所述Efuse的数据是否被篡改；若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。利用Efuse存储掉电保存数据，将不需要掉电保持的数据存放在寄存器中，降低需要保存的数据量。通过Efuse的数据的校验，进一步提高数据存储安全性。从而起爆现场只进行寄存器读写操作，提高爆炸现成数据读写操作的安全性，避免由于数据错误的修改造成早爆或者拒爆问题。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种电子雷管芯片的片上存储装置，如图5所示，所述装置包括：
指令接收模块501，用于电子雷管芯片接收上电指令。
数据读取模块502，用于根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，所述Efuse用于存储掉电保存数据。
校验模块503，用于校验所述Efuse的数据是否被篡改。
指令发送模块504，用于若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态。
在一种可能的实施方式中，所述Efuse中的数据储存结构为X-1个有效数据和CRC校验码，所述有效数据和CRC校验码是出厂设置的，所述CRC校验码用于校验所述Efuse的数据是否被篡改。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：电源稳定模块，用于在所述读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器之前，进行所述电子雷管芯片内部电源稳定性分析，在内部电源稳定的情况下执行下一步骤。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：内建延时模块，用于在所述进行电子雷管芯片内部电源稳定性分析之后，判断内建延时是否结束，在内建延时结束的情况下触发电子雷管芯片从所述Efuse中读取数据到所述寄存器中。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：延时模块，用于每读取所述Efuse中设定单位数据后均延时设定时长，直到所述Efuse中所有数据读取完毕。
本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电子雷管芯片的片上存储办法，其特征在于，包括：
电子雷管芯片接收上电指令；
进行所述电子雷管芯片内部电源稳定性分析，若内部电源稳定，则判断内建延时是否结束，在内建延时结束的情况下根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，每读取所述Efuse中设定单位数据后均延时设定时长，直到所述Efuse中所有数据读取完毕；所述Efuse用于存储掉电保存数据，所述掉电保存数据包括唯一地址编码UID和密码信息PD；所述Efuse中的数据储存结构为前X-1个字节是有效数据、最后一个字节CRC校验码，其中X是每个数据的字节数，所述有效数据和CRC校验码是出厂设置的，所述CRC校验码用于校验所述Efuse的数据是否被篡改；所述寄存器用于存放不需要掉电保持的数据，所述不需要掉电保持的数据包括孔位号SN和延时时间DT；
校验所述Efuse的数据是否被篡改；若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态；
在起爆现场仅进行寄存器读写操作。
2.一种电子雷管芯片的片上存储装置，其特征在于，所述装置包括：
指令接收模块，用于电子雷管芯片接收上电指令；
电源稳定模块，用于进行所述电子雷管芯片内部电源稳定性分析，在内部电源稳定的情况下执行下一步骤；
内建延时模块，用于在所述进行电子雷管芯片内部电源稳定性分析之后，判断内建延时是否结束，在内建延时结束的情况下触发下一步；
数据读取模块，用于根据上电指令读取电子熔丝Efuse中设定大小的数据到寄存器中，每读取所述Efuse中设定单位数据后均延时设定时长，直到所述Efuse中所有数据读取完毕；所述Efuse用于存储掉电保存数据，所述掉电保存数据包括唯一地址编码UID和密码信息PD；所述Efuse中的数据储存结构为前X-1个字节是有效数据、最后一个字节CRC校验码，其中X是每个数据的字节数，所述有效数据和CRC校验码是出厂设置的，所述CRC校验码用于校验所述Efuse的数据是否被篡改；所述寄存器用于存放不需要掉电保持的数据，所述不需要掉电保持的数据包括孔位号SN和延时时间DT；
校验模块，用于校验所述Efuse的数据是否被篡改；
指令发送模块，用于若没有被篡改，数据读取完毕后进入等待指令状态；
起爆读写模块，用于在起爆现场仅进行寄存器读写操作。
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