CN203773958U - 一次性编程寄存器读写装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及读写装置，公开了一种一次性编程寄存器读写装置。本实用新型中，OTP寄存器读写装置包含：写控制器、读控制器与OTP寄存器。写控制器将待写入数据写入到OTP寄存器中尚未被编程过的设定地址内；读控制器读取OTP寄存器中存储的芯片标识符。与现有技术相比，本实用新型中写控制器在将待写入数据写入OTP寄存器中设定地址内之前先检测OTP寄存器中的设定地址内是否已被编程过，避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

Description

一次性编程寄存器读写装置

技术领域

本实用新型涉及读写装置，特别涉及一次性编程寄存器读写装置。

背景技术

随着嵌入式应用的越来越广泛，产品的安全也显得越来越重要。一方面是为了保护硬件设计，另外一方面也是为了产品本身的安全。为了保护芯片中的数据，越来越多的厂商在芯片内部提供了一种特殊的寄存器：OTP寄存器（OneTime Programmable，一次性编程寄存器）。OTP寄存器是每位信息都是一次性写入，不可重写，掉电不丢失数据，可以反复读出数据。

目前的OTP寄存器读写装置如图1所示，包含系统接口、读控制器、写控制器和OTP寄存器。系统接口用于接收待写入到OTP寄存器中的数据，并可以返回读取数据；写控制器用于将接收到的待写入到OTP寄存器中的数据写入OTP寄存器；读控制器读取OTP寄存器中存储的数据，并将读取数据输入到系统接口；系统接口将读取数据返回给用户。

通常情况下，写控制器将接收到的待写入数据直接写入到OTP寄存器中的设定地址内，如果上述OTP寄存器中的设定地址内已经被编程过，那么上述OTP寄存器中的设定地址内的数据段很可能会因重复写入而遭到损坏，且原数据也可能随之丢失。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种一次性编程（OTP）寄存器读写装置，使得避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种OTP寄存器读写装置，包含：写控制器、读控制器与OTP寄存器；

所述OTP寄存器与所述写控制器和所述读控制器相连接；所述写控制器和所述读控制器相连；

所述写控制器将待写入数据写入到所述OTP寄存器中尚未被编程过的设定地址内；

所述读控制器读取所述OTP寄存器中所述设定地址内的数据。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，写控制器将待写入数据写入到OTP寄存器中的设定地址内之前，可以由读控制器对OTP寄存器中设定地址内的数据进行读取操作，并将读取数据输出给写控制器。写控制器可以通过读控制器对OTP寄存器中设定地址内数据的读取，得知该设定地址是否已被编程过，写控制器只能将待写入的数据写入到OTP寄存器中尚未被编程过的设定地址内。这样，可以避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

另外，本实用新型还包含合并器，该合并器用于对用户设定的值和厂商设定的值进行合并，并将合并后的数据扩展为512位比特的数据。由于合并器是现有的成熟器件，保证了本实用新型实施方式的可行性。

另外，本实用新型还包含系统接口，该系统接口用于接收用户设定的值和厂商设定的值，并可以向用户输出读取数据。由于系统接口是现有的成熟器件，保证了本实用新型实施方式的可行性。

附图说明

图1是现有技术中的OTP寄存器读写装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型第一实施方式的OTP寄存器读写装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型第二实施方式的OTP寄存器读写装置的结构示意图；

图4是根据本实用新型第二实施方式中的写入OTP寄存器的芯片标识符的数据通道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种OTP寄存器读写装置，具体结构如图2所示，该OTP寄存器读写装置包含系统接口、写控制器、读控制器与OTP寄存器。

其中，系统接口用于接收待写入到OTP寄存器中的数据。

系统接口的输入端口用于接收待写入到OTP寄存器中的数据，并将待写入到OTP寄存器中的数据通过系统接口的输出端口输入到写控制器中。

写控制器与读控制器相连，读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据。写控制器将待写入到OTP寄存器中的数据写入到OTP寄存器中的设定地址内之前，先由读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据并将读取数据输出给写控制器；写控制器检测OTP寄存器中设定地址内是否已经被编程过，如果OTP寄存器中设定地址内尚未被编程过，则写控制器将待写入到OTP寄存器中的数据写入到OTP寄存器中的设定地址内；如果OTP寄存器中设定地址内已经被编程过，则写控制器结束工作，不将从系统接口接收的待写入数据写入到OTP寄存器中已经被编程过的设定地址内，并通过系统接口发送错误报告，向上层系统软件报错。这样，可以避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

OTP寄存器是通过电子熔丝e-Fuse、烧断laser或熔断fuse实现的，其中e-Fuse型OTP寄存器包含耦合电容型的e-Fuse寄存器、串联晶体管型的e-Fuse寄存器和电介质击穿型的e-Fuse寄存器。这些方式实现的OTP寄存器特点是只能一次性写入，不可改写，但是可以重复读出数据。

读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据；系统接口的输入端口接收读控制器输出的数据，并将读取数据通过系统接口的输出端口输出给用户。

与现有技术相比，本实用新型中写控制器将待写入数据写入到OTP寄存器中的设定地址内之前，先由读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据并将读取数据输出给写控制器；写控制器检测OTP寄存器中设定地址内是否已经被编程过，如果OTP寄存器中设定地址内尚未被编程过，则写控制器将待写入数据写入到OTP寄存器中的设定地址内；如果OTP寄存器中设定地址内已经被编程过，则写控制器结束工作，不将待写入数据写入到OTP寄存器中已经被编程过的设定地址内。这样，可以避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

本实用新型的第二实施方式涉及一种OTP寄存器读写装置。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，待输入数据的内容不限。而在本实用新型第二实施方式中，待输入的数据具体为芯片标识符Chip ID。本实施方式中的OTP寄存器读写装置的具体结构如图3所示，该OTP寄存器读写装置包含系统接口、合并器、写控制器、读控制器与OTP寄存器。

其中，系统接口用于接收待写入到OTP寄存器中的数据。该数据是芯片标识符Chip ID。该Chip ID包含用户设定的值、厂商设定的值、其它自定义的值或其任意组合的值。

系统接口的输入端口用于接收待写入到OTP寄存器中的Chip ID，并将待写入到OTP寄存器中的Chip ID通过系统接口的输出端口输入到合并器中。

合并器用于对用户设定的值、厂商设定的值按照一定顺序进行合并，并将合并后的数据扩展为512位比特的数据，具体如图4所示：

首先，系统接口将待写入到OTP寄存器中的由用户设定的值（图4中编号1）和厂商设定的值（图4中编号2）组成的Chip ID作为第一字段，如图4中的编号3；然后在上述第一字段后的第二字段存放停止位，如图4中的编号4；之后把上述第二字段后的第三字段作为为填充字段，该填充字段中的各比特位填充为0，如图4中的编号5；最后将第三字段后的第四字段作为指示上述第一字段占用的比特位数，如图4中的编号6。

上述第一字段、第二字段、第三字段和第四字段的比特长度总和为512位比特，其中第四字段的比特长度为64位比特，其余三段比特长度为512位比特减去64位比特，即448为比特。

合并器的输入端口接收用户设定的值、厂商设定的值、其它自定义的值或其任意组合的值，合并器的输出端口将512位比特的字段输出给写控制器。

写控制器与读控制器相连，读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据。写控制器将经合并器合并后的Chip ID写入到OTP寄存器中的设定地址内之前，先由读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据并将读取数据输出给写控制器；写控制器检测OTP寄存器中设定地址内是否已经被编程过，如果OTP寄存器中设定地址内尚未被编程过，则写控制器将经合并器合并后的Chip ID写入到OTP寄存器中的设定地址内；如果OTP寄存器中设定地址内已经被编程过，则写控制器结束工作，不将经合并器合并后的Chip ID写入到OTP寄存器中已经被编程过的设定地址内。这样，可以避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

写控制器将合并后的Chip ID写入到OTP寄存器中未被编程过的设定地址内，具体地说：首先把上述经合并器合并后的Chip ID，取第N个比特位，所述N为厂商设定的值的比特长度；然后将上述N个比特位写入到OTP寄存器中的用于存放厂商设定的值的字段中；再将这N个比特位中的第N1个比特位写入到OTP寄存器中的用于存放用户设定的值的字段中。其中，N1为用户设定的值的比特长度。至此，写控制器的写入过程结束。

如图4所示，在本实施例中，OTP寄存器中的用于存放用户设定的值的字段，为该OTP寄存器中从低到高的第72个比特位至第103个比特位，用于存放厂商设定的值的字段，为该OTP寄存器中从低到高的第104个比特位至第247个比特位。

由于经过合并器合并后的芯片标识符信息会按照一定的顺序写入到OTP寄存器中，而本实用新型中OTP寄存器中用户设定的值的字段和厂商设定的值的字段是有一一对应的位置存放关系的，这就为写控制器的准确性提供了保障，使写控制器的写入过程井井有条，不容易发生由于位置关系不正确导致的写入错误。

OTP寄存器是通过电子熔丝e-Fuse、烧断laser或熔断fuse实现的，其中e-Fuse型OTP寄存器包含耦合电容型的e-Fuse寄存器、串联晶体管型的e-Fuse寄存器和电介质击穿型的e-Fuse寄存器。这些方式实现的OTP寄存器特点是只能一次性写入，不可改写，但是可以重复读出数据；如果有需要，芯片厂商也可以根据客户的需要写入特定的序列号，这样，每个芯片都会有一个不一样的ID号，符合Chip ID具有唯一性和不可更改的要求。

在本实用新型中，如果需要读出芯片标识符，就会由读控制器读取OTP寄存器中存储的芯片标识符Chip ID。

读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据；系统接口的输入端口接收读控制器输出的数据，并将读取数据通过系统接口的输出端口输出给用户。

与现有技术相比，本实用新型中写控制器将待写入数据写入到OTP寄存器中的设定地址内之前，先由读控制器读取OTP寄存器中设定地址内的数据并将读取数据输出给写控制器；写控制器检测OTP寄存器中设定地址内是否已经被编程过，如果OTP寄存器中设定地址内尚未被编程过，则写控制器将待写入数据写入到OTP寄存器中的设定地址内；如果OTP寄存器中设定地址内已经被编程过，则写控制器结束工作，不会把待写入数据写入到OTP寄存器中已经被编程过的设定地址内，并通过系统接口发送错误报告，向上层系统软件报错。这样，可以避免OTP寄存器中设定地址内的数据段被重复写入，保护OTP寄存器不被损坏，同时以防原数据丢失。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种一次性编程寄存器读写装置，其特征在于，包含：写控制器、读控制器与OTP寄存器；

所述OTP寄存器与所述写控制器和所述读控制器相连接；所述写控制器和所述读控制器相连；

所述写控制器将待写入数据写入到所述OTP寄存器中尚未被编程过的设定地址内；

所述读控制器读取所述OTP寄存器中所述设定地址内的数据。

2.根据权利要求1所述的寄存器读写装置，其特征在于，所述待写入数据是芯片标识符。

3.根据权利要求2所述的寄存器读写装置，其特征在于，所述芯片标识符包含用户设定的值和厂商设定的值。

4.根据权利要求1所述的寄存器读写装置，其特征在于，还包含合并器；

所述合并器用于对所述用户设定的值和所述厂商设定的值进行合并，并将所述合并后的数据扩展为512位比特的数据；所述合并器的输入端口接收所述用户设定的值和所述厂商设定的值，所述合并器的输出端口将所述512位比特的数据输出给所述写控制器。

5.根据权利要求1所述的寄存器读写装置，其特征在于，还包含系统接口；

所述系统接口的输入端口用于接收所述待写入到OTP寄存器中的数据，并将所述待写入到OTP寄存器中的数据通过所述系统接口的输出端口输入到所述合并器中；或者，所述系统接口的输入端口用于接收经所述读控制器的读取数据，并将经所述读取数据通过所述系统接口的输出端口输出给用户。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的寄存器读写装置，其特征在于，所述OTP寄存器为以下任意一种类型的OTP寄存器：

烧断laser型OTP寄存器、熔断fuse型OTP寄存器、电子熔丝e-Fuse型OTP寄存器。

7.根据权利要求6所述的寄存器读写装置，其特征在于，所述e-Fuse型OTP寄存器包含耦合电容型的e-Fuse寄存器、串联晶体管型的e-Fuse寄存器和电介质击穿型的e-Fuse寄存器。