JP2000181898A - フラッシュメモリ搭載型シングルチップマイクロコンピュータ - Google Patents

フラッシュメモリ搭載型シングルチップマイクロコンピュータ

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JP2000181898A
JP2000181898A JP10354198A JP35419898A JP2000181898A JP 2000181898 A JP2000181898 A JP 2000181898A JP 10354198 A JP10354198 A JP 10354198A JP 35419898 A JP35419898 A JP 35419898A JP 2000181898 A JP2000181898 A JP 2000181898A
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area
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chip microcomputer
flash memory
cpu
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Ikutaro Okuda
郁太郎 奥田
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NEC Corp
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/14Protection against unauthorised use of memory or access to memory
    • G06F12/1416Protection against unauthorised use of memory or access to memory by checking the object accessibility, e.g. type of access defined by the memory independently of subject rights
    • G06F12/1425Protection against unauthorised use of memory or access to memory by checking the object accessibility, e.g. type of access defined by the memory independently of subject rights the protection being physical, e.g. cell, word, block
    • G06F12/1433Protection against unauthorised use of memory or access to memory by checking the object accessibility, e.g. type of access defined by the memory independently of subject rights the protection being physical, e.g. cell, word, block for a module or a part of a module
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F2212/20Employing a main memory using a specific memory technology
    • G06F2212/202Non-volatile memory
    • G06F2212/2022Flash memory

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セキュリティ対策が考慮されたフラッシュメ
モリへの書込み、読出し、及び、消去の管理を容易に行
うことができ、著作権保護等のために必要なセキュリテ
ィ機能を有するシングルチップマイコンを提供する。 【構成】 シングルチップマイコン1は、フラッシュメ
モリ2と、内蔵ROM3と、CPU4と、通信ポート5
と、及び、プログラミング制御回路6とで構成されてい
る。フラッシュメモリ2は、プログラミングする領域A
と該領域Aへの管理情報である書込みフラグ、読出しフ
ラグ、及び、消去フラグを指定するための領域Bとを対
領域として配設する。CPU4は、外部からのプログラ
ミング要求があると、前記領域Bの前記管理情報を参照
して前記領域Aのプログラミングの実行の可否を判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュメモリ
を搭載したシングルチップマイクロコンピュータに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】フラッシュメモリとマイクロプロセッサ
とを1つのチップに組み込んだフラッシュメモリ搭載型
シングルチップマイクロコンピュータ(以下、シングル
チップマイコンと呼ぶ)が用いられている。従来のシン
グルチップマイコンについて、図3を参照して説明す
る。このシングルチップマイコン1は、フラッシュメモ
リ2と、通信ポート5と、CPU4と、内蔵ROM3
と、及び、プログラミング制御回路6とから成る各機能
部で構成されている。
【0003】フラッシュメモリ2は、この内部領域を任
意の領域(A又はB)に分割して管理され、分割した各
領域において書込み、読出し、及び、一括消去の各動作
が可能である。
【0004】通信ポート5は、フラッシュメモリ2に対
して外部から書込みを行う外部の書込み装置と接続し、
書込みデータや専用コマンド等の情報をやり取りする。
【0005】CPU4は、シングルチップマイコン1の
全体を管理し、内蔵ROM3やフラッシュメモリ2等の
プログラムに基づいた処理を実行する。
【0006】内蔵ROM3には、通信ポート5を介して
やり取りした情報を受け渡すための手順を記述した通信
アルゴリズム9と、フラッシュメモリ2の任意の領域へ
の書込み、読出し、及び、消去を行うための手順を記述
したプログラミングアルゴリズム8とが予め格納されて
いる。
【0007】プログラミング制御回路6は、CPU4の
制御に基づいてフラッシュメモリ2への実際の書込み、
読出し、及び、消去の処理を実行する。
【0008】シングルチップマイコン1では、プログラ
ミング専用の動作モードにおいて書込み装置から専用コ
マンドが入力されると、CPU4がプログラミングアル
ゴリズム8中の手順に従ってプログラミング制御回路6
を制御することによって、フラッシュメモリ2の任意の
領域に対して書込み、読出し、及び、一括消去が実行さ
れる。
【0009】従来のシングルチップマイコン1では、フ
ラッシュメモリ2内の領域への書込み、読出し、及び、
消去のプログラミング動作は、専用コマンドで無制限に
実行されるため、その実行については書込み装置側に全
ての権限が与えられ、フラッシュメモリ2上の情報に対
してセキュリティ対策が考慮されていない。この場合、
内蔵フラッシュメモリに既に格納されたプログラムの解
析や改変等が行われ、ソフトウェアの著作権の保護がで
きない。
【0010】特開平4−17477号公報には、ICカ
ードの制御に関する技術が記載されている。図4は、該
公報に記載のICカードのデータ構成を示すブロック図
である。マイクロコンピュータ21は内部メモリ25を
有し、内部メモリ25には、バス線を介して端末装置2
8及び外部メモリ22との間で通信を実行する通信プロ
グラム、通信時の情報が正しいか否かのチェックを行う
チェックプログラム、及び、パスワード等の秘密保持を
行う秘密保持プログラム等の基本処理プログラムが予め
書き込まれている。さらに上記内部メモリ25のプログ
ラム等によって必要な処理を実行するCPU24や、そ
の他インターフェイスが設けられている。
【0011】マイクロコンピュータ21と並んで配設さ
れた外部メモリ22は、PROMとして構成され、ユー
ザの必要な処理を行うプログラムが自由に書き込めるユ
ーザプログラムエリア26と、所望のデータを書き込む
データエリア27の2つのエリアを設定してある。
【0012】内部メモリ25には、外部メモリ22内の
ユーザプログラムエリア26のアドレスと、データエリ
ア27の先頭及び最終のアドレスとが予め書き込まれて
いる。従って、ユーザプログラムのロード完了時には、
ユーザプログラムエリア26の最終アドレスにユーザプ
ログラム書込み終了のマークが設定される。
【0013】そのため、ユーザプログラムエリア26へ
のユーザプログラムの再ロードの禁止等は、ユーザプロ
グラム書込み終了のマークの有無により行い、データエ
リア27への書込み及び読出しの禁止等は、パスワード
機能やコードチェックや暗号化することをプログラムと
して、ユーザプログラムエリア26中に作成することで
実現していた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の内容
は、一般的なIPL(InitialProgramL
oader)機能について述べたものであり、初期的な
パーソナルコンピュータで既に実現されているもので、
著作権保護等のために必要なセキュリティ機能のために
行うデータの扱い方や処理手段は明示されていない。
【0015】また、外部メモリ22にEEPROMを使
用した場合には、ブロック単位で電気的消去が可能とな
るが、上記シングルチップマイクロコンピュータでは、
その電気的な消去については記載がない。
【0016】本発明は、上記したような従来の技術が有
する問題点を解決するためになされたものであり、セキ
ュリティ対策が考慮されたフラッシュメモリへの書込
み、読出し、及び、消去の管理を容易に行うことがで
き、著作権保護等のために必要なセキュリティ機能を有
するシングルチップマイコンを提供することを目的とす
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のシングルチップマイコンは、フラッシュメ
モリとマイクロプロセッサとを1の基板上に配設したシ
ングルチップマイクロコンピュータにおいて、前記フラ
ッシュメモリに第1の領域と該第1の領域のプログラミ
ングの可否を指定するための第2の領域とを配設し、前
記マイクロプロセッサは、外部からのプログラミング要
求があると、前記第2の領域を参照して前記第1の領域
のプログラミングの実行の可否を判断することを特徴と
する。
【0018】本発明のシングルチップマイコンによる
と、書込みフラグ、読出しフラグ、消去フラグの各管理
情報を参照することで、該フラッシュメモリへの書込
み、読出し、消去の各動作に関する禁止や許可等の管理
が容易に行える。
【0019】本発明のシングルチップマイコンの好まし
い態様では、前記第1の領域にプログラミングを実行し
た際に、前記第1の領域のプログラミングを禁止する命
令を前記第2の領域に書き込むことを特徴とする。
【0020】かかる構成により、プログラムの著作権保
護やシステムの安全性保護等の観点から、内蔵のフラッ
シュメモリ上のソフトウェアの解析や改変を目的とし
た、フラッシュメモリへの意図的な書込み、読出し、及
び、消去のプログラミング動作を任意に禁止できる。
【0021】前記マイクロプロセッサは、プログラミン
グの実行の可否を判断するアルゴリズムを、予め内蔵の
ROMに記録する構成を採用をすることも、或いは、そ
のようなアルゴリズムを、内蔵のROMに予め記録して
あるローダプログラムに従って外部からロードする構成
を採用をすることもできる。いずれの場合にもプログラ
ミングの実行の可否を判断することが可能になる。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、本発明のシングルチップマ
イコンが行う、セキュリティ対策が考慮されたフラッシ
ュメモリへの書込み、読出し、及び、消去についての動
作を図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の
実施形態例のシングルチップマイコンのブロック図であ
る。シングルチップマイコン1は、フラッシュメモリ2
と、内蔵ROM3と、CPU4と、通信ポート5と、及
び、プログラミング制御回路6とで構成される。
【0023】フラッシュメモリ2は予め領域Aと領域B
に分割され、領域Bは、領域Aの管理情報である消去禁
止フラグと書込み禁止フラグと読出し禁止フラグとを有
する。つまり、領域Aと領域Bは対領域として構成され
る。フラッシュメモリ2には、このような対領域が複数
配設される。
【0024】内蔵ROM3は、通信ポート5を介してや
り取りした情報を受け渡すための手順を記述した通信ア
ルゴリズム9と、フラッシュメモリ2の任意の領域を書
込み、消去するための手順を記述したプログラミングア
ルゴリズム8とが、格納されている。
【0025】CPU4は、シングルチップマイコン1を
管理し実行する。通信ポート5は、外部の書込み装置と
接続し書込みデータや専用コマンド等情報をやり取りす
る。プログラミング制御回路6は、CPU4の制御に基
づいて、フラッシュメモリ2への実際の書込み、読出
し、及び、消去の処理を実行する。
【0026】初期状態では、フラッシュメモリ2を構成
する個々のメモリセルは消去状態である1を保持してい
る。CPU4は、通信アルゴリズム9に従って、通信ポ
ート5を介して外部の書込み装置との間で情報をやり取
りする。CPU4は、書込み装置からの情報がフラッシ
ュメモリ2の領域Aに対する書込み、読出し、又は、消
去を指示するものである場合には、プログラミングアル
ゴリズム8に従い、領域Bの各フラグを参照してプログ
ラミング制御回路6を制御して領域Aのためのプログラ
ミング動作を行う。
【0027】プログラミングが消去動作である場合に
は、CPU4は領域Bの消去禁止フラグを参照し、禁止
を示す0であれば消去動作を拒否し、許可を示す1であ
ればプログラミングアルゴリズム8に従い、プログラミ
ング制御回路6を制御して領域Aの消去動作を実行す
る。
【0028】プログラミングが書込み動作である場合に
は、CPU4は領域Bの書込み禁止フラグを参照し、禁
止を示す0であれば書込み動作を拒否し、許可を示す1
であればプログラミングアルゴリズム8に従い、プログ
ラミング制御回路6を制御して領域Aの書込み動作を実
行する。
【0029】プログラミングが読出し動作である場合に
は、CPU4は領域Bの読出し禁止フラグを参照し、禁
止を示す0であれば読出し動作を拒否し、許可を示す1
であればプログラミングアルゴリズム8に従い、プログ
ラミング制御回路6を制御して領域Aの読出し動作を実
行する。
【0030】上記実施例によれば、フラッシュメモリへ
のプログラミング動作を、各領域毎に容易に禁止及び許
可ができる。
【0031】図2は本発明のシングルチップマイコンの
第2の実施形態例を示すブロック図である。本実施形態
例のシングルチップマイコンは、内蔵RAM7を備える
点において先の実施形態例とは異なる。
【0032】内蔵ROM3には、通信アルゴリズムとプ
ログラミングアルゴリズムとを、通信ポート5経由で内
蔵RAM7にダウンロードするための手順を記述したロ
ーダプログラム10が、予め格納されている。
【0033】初期状態では、フラッシュメモリ2を構成
する個々のメモリセルは消去状態である1を保持してい
る。CPU4は内蔵ROM3に予め格納されたローダプ
ログラム10を実行し、通信ポート5経由で通信アルゴ
リズムとプログラミングアルゴリズムを内蔵RAM7に
ダウンロードする。その後、CPU4は内蔵RAM7に
配置された通信アルゴリズム9に従って、通信ポート5
を介して外部の書込み装置との間で情報をやり取りす
る。
【0034】CPU4は、その情報がフラッシュメモリ
2の領域Aに対する書込み、読出し、及び、消去のプロ
グラミング動作を指示する場合には、プログラミングア
ルゴリズムに従い、領域Bの各フラグを参照してプログ
ラミング制御回路6を制御して領域Aのプログラミング
動作を行う。書込み、読出し、及び、消去のプログラミ
ング動作の実際については、第1の実施形態例と同様で
あるため、その説明を省略する。
【0035】内蔵ROM3は、一般にはマスクROMと
して構成され、例えば製造後にアプリケーション等の関
係でプログラミングアルゴリズム及び通信アルゴリズム
を変更する等の場合に容易に対応できる。
【0036】また、上記の第1及び第2の実施形態例の
シングルチップマイコンは、上記のプログラミングアル
ゴリズムの他に、フラッシュメモリ2を全消去状態にで
きるテストモードを備える。このテストモードは、シン
グルチップマイコンの製品を出荷する際に、フラッシュ
メモリをデフォルトとして全消去する際に利用される。
【0037】
【発明の効果】フラッシュメモリに設定した領域単位
で、書込み、読出し、及び、消去のプログラミング動作
に関する禁止や許可等の管理を容易に実現することがで
きるので、プログラムの改変や解析等による著作権の侵
害を未然に防止できる。この場合、管理する領域単位で
の禁止や許可等の状態が明確であるため、複数に分割し
て管理することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシングルチップマイコンの第1の実施
形態例を示すブロック図である。
【図2】本発明のシングルチップマイコンの第2の実施
形態例を示すブロック図である。
【図3】セキュリティ対策を装備しないシングルチップ
マイコンを示すブロック図である。
【図4】特開平4−17477号公報に記載のICカー
ドのデータ構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 シングルチップマイコン 2 フラッシュメモリ 3 内蔵ROM 4 CPU 5 通信ポート 6 プログラミング制御回路 7 内蔵RAM 8 プログラミングアルゴリズム 9 通信アルゴリズム 10 ローダプログラム 20 ICカード 21 マイクロコンピュータ 22 外部メモリ 23 インターフェイス 24 CPU 25 内部メモリ 26 ユーザプログラムエリア 27 データエリア 28 端末装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フラッシュメモリとマイクロプロセッサ
    とを1の基板上に配設したシングルチップマイクロコン
    ピュータにおいて、 前記フラッシュメモリに第1の領域と該第1の領域のプ
    ログラミングの可否を指定するための第2の領域とを配
    設し、前記マイクロプロセッサは、外部からのプログラ
    ミング要求があると、前記第2の領域を参照して前記第
    1の領域のプログラミングの実行の可否を判断すること
    を特徴とするシングルチップマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 前記マイクロプロセッサは、前記第1の
    領域にプログラミングを実行した際に、前記第1の領域
    のプログラミングを禁止する命令を前記第2の領域に書
    き込む、請求項1に記載のシングルチップマイクロコン
    ピュータ。
  3. 【請求項3】 前記マイクロプロセッサは、前記フラッ
    シュメモリのプログラミングアルゴリズムが記録され
    た、シングルチップマイクロコンピュータ内蔵のROM
    によって、前記第2の領域を参照するように制御され
    る、請求項1又は2に記載のシングルチップマイクロコ
    ンピュータ。
  4. 【請求項4】 前記マイクロプロセッサは、ローダプロ
    グラムが記録された、シングルチップマイクロコンピュ
    ータ内蔵のROMによって、前記第2の領域を参照する
    ように制御される、請求項1又は2に記載のシングルチ
    ップマイクロコンピュータ。
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