JP5179923B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路装置、特に情報の記憶を可能とする記憶部を含む半導体集積回路装置における異常検出技術に関する。   The present invention relates to an anomaly detection technique in a semiconductor integrated circuit device, in particular, a semiconductor integrated circuit device including a storage unit that can store information.

半導体集積回路装置の一例とされるマイクロコンピュータには、メモリエラーを引き起こす要因を排除する機能(異常電圧、異常周波数、異常温度等の検出器)、もしくはメモリエラー発生後のチップ誤動作を防止する機能(イリーガルアクセス検出、未定義命令検出等)が搭載される。メモリエラー対策としては、 ハードウェアによる対策と、ソフトウェアによる対策とを挙げることができる。   A microcomputer that is an example of a semiconductor integrated circuit device has a function that eliminates factors that cause memory errors (detectors such as abnormal voltage, abnormal frequency, and abnormal temperature), or a function that prevents chip malfunction after a memory error occurs. (Illegal access detection, undefined instruction detection, etc.) are installed. Memory error countermeasures include hardware countermeasures and software countermeasures.

(1)ハードウェアによるメモリエラー対策
メモリエラーを未然に防ぐ対策として、異常電圧や異常電圧の印加や異常温度、レーザー照射等を検出す回路を設ける。また、命令フェッチ時にメモリエラーが発生した場合にチップの誤動作を防ぐ対策として、FMU(Firewall Management Unit)によるメモリアクセスの監視、WDT(Watch Dog Timer)によるプログラムの正常実行を監視する回路を設ける。さらに、命令コードが定義されていないコードである場合に検出する不当命令検出機能や、未定義アドレスへのアクセスを検出するアドレスエラー検出回路を設ける。
(1) Memory error countermeasures by hardware As a countermeasure to prevent memory errors, a circuit that detects abnormal voltage, abnormal voltage application, abnormal temperature, laser irradiation, etc. is provided. Further, as a measure for preventing a malfunction of the chip when a memory error occurs during instruction fetch, a circuit for monitoring memory access by an FMU (Firewall Management Unit) and normal execution of a program by a WDT (Watch Dog Timer) is provided. Further, an illegal instruction detection function that detects when the instruction code is not defined and an address error detection circuit that detects access to an undefined address are provided.

(2)ソフトウェアによるメモリエラー対策
メモリアクセスが正常に行われない場合、データ読み出し時にはそのデータが誤った値となってしまう。また、プログラム実行時の命令フェッチが正常に行われない場合は、命令コードの変化による様々なチップの誤動作が想定される。そのためソフトウェア対策として、暗号鍵のような重要なデータの読み出しの際にはチェックサム等読み出しデータの正当性の確認が推奨される。また、命令コードの変化による正規のプログラムフローからの逸脱を防止する対策や、プログラム内のアクセス領域を制限する対策等が推奨される。
(2) Countermeasures for memory errors by software If memory access is not performed normally, the data will be incorrect when data is read. In addition, when instruction fetch at the time of program execution is not normally performed, various chip malfunctions due to changes in instruction codes are assumed. Therefore, as a software measure, it is recommended to check the validity of read data such as a checksum when reading important data such as an encryption key. It is also recommended to take measures to prevent deviations from the regular program flow due to instruction code changes, and to restrict access areas within the program.

尚、特許文献1には、セキュリティ機能を搭載した記憶装置及びその記憶装置が挿入可能なホスト機器及びその記憶装置を備えたホスト機器、特にフラッシュメモリチップ及びコントローラを有するメモリカード及びそのメモリカードが挿入可能な情報処理装置及びそのそのメモリカードを備えた情報処理装置におけるセキュリティ処理技術が記載されている。   Patent Document 1 discloses a storage device equipped with a security function, a host device into which the storage device can be inserted, and a host device provided with the storage device, particularly a memory card having a flash memory chip and a controller, and a memory card thereof. An information processing apparatus that can be inserted and a security processing technique in the information processing apparatus including the memory card are described.

特開2004−104539号公報JP 2004-104539 A

上記ハードウェアによるメモリエラー対策や、上記ソフトウェアによるメモリエラー対策について本願発明者が検討したところ、以下の課題が見いだされた。   The inventors of the present application have examined the memory error countermeasures by the hardware and the memory errors countermeasures by the software, and the following problems have been found.

(1)ハードウェアによるメモリエラー対策における課題
セキュリティを重視する分野に最適なマイクロコンピュータ(「セキュリティマイコン」と称される)には、メモリエラーを未然に防止するハードウェアや、メモリエラー発生後にチップ誤動作を防止するハードウェアが搭載されているが、現状では100%防止できていない。例えば、レーザーによるアタックに対しては、検出器を搭載しても局所的な照射に対する検出は困難である。また、不当命令検出機能や未定義アドレス検出機能は、メモリエラーによってフェッチした命令やアドレスが定義されているものに改竄された場合は検出できず、誤った命令の実行や期待していないアドレスへのアクセスが実行されてしまう。
(1) Issues related to countermeasures for memory errors caused by hardware Microcomputers (called “security microcomputers”) that are optimal for security-sensitive fields include hardware that prevents memory errors before they occur, and chips after memory errors occur. Hardware that prevents malfunctions is installed, but at present, it cannot be prevented 100%. For example, for a laser attack, it is difficult to detect local irradiation even if a detector is mounted. In addition, the illegal instruction detection function and undefined address detection function cannot be detected if the fetched instruction or address is altered due to a memory error and cannot be detected. Will be executed.

メモリのエラー対策としてパリティビットを用いる技術が知られている。パリティビットとは、例えば8bitのデータに対し1bitのパリティを計算し、合計9bitとしてメモリに書込み、読み出し時にパリティチェックを行うものである。しかし、パリティチェックの場合、奇数ビットのデータ異常の検出は可能だが、偶数ビットのデータ異常は検出できない場合があるため、検出率が低い。   A technique using a parity bit is known as a memory error countermeasure. The parity bit is, for example, a 1-bit parity calculated for 8-bit data, written to the memory as a total of 9 bits, and a parity check is performed at the time of reading. However, in the case of parity check, it is possible to detect odd-bit data anomalies, but even-bit data anomalies may not be detected, so the detection rate is low.

(2)ソフトウェアによるメモリエラー対策における課題
メモリエラー対策として各種ソフトウェア対策が推奨されている。しかし、ソフトウェアでの対策は実行パフォーマンスの低下やプログラム領域の増大、または、顧客のソフト開発負担が増大してしまう。また、ソフトウェアによるメモリエラー対策で誤動作が100%防止できる保証は無い。
(2) Issues in measures against memory errors by software Various measures against software are recommended as measures against memory errors. However, the measures taken by software decrease the execution performance, increase the program area, or increase the software development burden on the customer. In addition, there is no guarantee that malfunctions can be prevented 100% by measures against memory errors by software.

本発明の目的は、アタックに起因するメモリエラーの検出率を向上させるための技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for improving the detection rate of a memory error caused by an attack.

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。   A representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、情報の記憶を可能とする記憶部を設ける。この記憶部は、メモリマットと、エラー信号を形成するための第1異常検出回路とを含む。上記メモリマットは、上記メモリマットからの情報読み出しの際に、上記第1異常検出回路での判定に用いられる情報を出力可能な第1異常検出用ラインと第2異常検出用ラインとを含む。上記第1異常検出用ラインには、上記第1異常検出用ラインを論理値”0”にするための第1メモリセルが結合され、上記第2異常検出力用ラインには、上記第2異常検出用ラインを論理値”1”にするための第2メモリセルが結合される。異常検出用ラインの論理値が正しく得られない場合にエラー信号をアサートすることで、メモリエラーの検出率の向上を図る。   That is, a storage unit that can store information is provided. The storage unit includes a memory mat and a first abnormality detection circuit for forming an error signal. The memory mat includes a first abnormality detection line and a second abnormality detection line that can output information used for determination by the first abnormality detection circuit when information is read from the memory mat. A first memory cell for setting the first abnormality detection line to a logical value “0” is coupled to the first abnormality detection line, and the second abnormality detection power line is connected to the second abnormality detection line. The second memory cells for setting the detection line to the logical value “1” are coupled. When the logical value of the abnormality detection line cannot be obtained correctly, an error signal is asserted to improve the memory error detection rate.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明によれば、アタックに起因するメモリエラーの検出率を向上させることができる。   That is, according to the present invention, it is possible to improve the detection rate of memory errors caused by attacks.

1.代表的な実施の形態
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. Representative Embodiment First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. The reference numerals of the drawings referred to with parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係る半導体集積回路装置(120)は、情報の記憶を可能とする記憶部(123)を含む。そしてこの記憶部は、それぞれ情報の記憶を可能とする複数のメモリセルが配列されて成るメモリマット(33)と、上記メモリマットからの情報読み出しが正常か否かを判定してエラー信号を形成するための第1異常検出回路(36)とを含む。上記メモリマットは、上記メモリマットからの情報読み出しの際に、上記第1異常検出回路での判定に用いられる情報を出力可能な第1異常検出用ライン(RL0)と第2異常検出用ライン(RL1)とを含む。上記第1異常検出用ライン(RL0)には、上記第1異常検出用ラインを論理値”0”にするための第1メモリセルが結合され、上記第2異常検出力用ライン(RL1)には、上記第2異常検出用ラインを論理値”1”にするための第2メモリセルが結合される。   [1] A semiconductor integrated circuit device (120) according to a representative embodiment of the present invention includes a storage unit (123) capable of storing information. The storage unit forms an error signal by determining whether or not information reading from the memory mat is normal, and a memory mat (33) in which a plurality of memory cells each capable of storing information are arranged. And a first abnormality detection circuit (36). The memory mat includes a first abnormality detection line (RL0) and a second abnormality detection line (in which information used for determination by the first abnormality detection circuit can be output when information is read from the memory mat. RL1). The first abnormality detection line (RL0) is coupled to a first memory cell for setting the first abnormality detection line to a logical value “0”, and is connected to the second abnormality detection line (RL1). Are coupled to the second memory cell for setting the second abnormality detection line to the logical value “1”.

〔2〕上記第1異常検出用ラインと上記第2異常検出用ラインとは、上記メモリマットの端部に配置することができる。   [2] The first abnormality detection line and the second abnormality detection line can be arranged at an end of the memory mat.

〔3〕上記メモリマットにおける複数ビット毎に上記第1異常検出用ライン又は上記第2異常検出用ラインを配置することができる。   [3] The first abnormality detection line or the second abnormality detection line can be arranged for each of a plurality of bits in the memory mat.

〔4〕上記第1異常検出回路は、上記第1異常検出用ラインから得られた信号の論理値が期待値通りであるか否かを判定するための第1判定回路(25)と、上記第2異常検出用ラインから得られた信号の論理値が期待値通りであるか否かを判定するための第2判定回路(27)とを含んで構成することができる。   [4] The first abnormality detection circuit includes a first determination circuit (25) for determining whether or not a logical value of a signal obtained from the first abnormality detection line is as expected, and A second determination circuit (27) for determining whether or not the logical value of the signal obtained from the second abnormality detection line is as expected can be configured.

〔5〕上記メモリ部には、入力されたアドレス信号をデコードするための行デコーダ(31)と、上記行デコーダの出力信号に基づいて、上記メモリマットに含まれるワード線を駆動するための第1ドライバ(71)と、上記第1ドライバの入力側の論理レベルと出力側の論理レベルとを比較してエラー信号を形成するための第2異常検出回路(81,82,83)とを設けることができる。   [5] The memory unit includes a row decoder (31) for decoding an input address signal, and a first decoder for driving a word line included in the memory mat based on an output signal of the row decoder. 1 driver (71) and a second abnormality detection circuit (81, 82, 83) for comparing the input-side logic level and the output-side logic level of the first driver to form an error signal are provided. be able to.

〔6〕上記メモリ部は、上記メモリ部における主要部の動作用電源電圧を形成するための電源回路(102)と、上記電源回路によって形成された動作用電源電圧を所定の基準電圧と比較してエラー信号を形成するための第3異常検出回路(113,114)とを設けることができる。   [6] The memory unit compares the operation power supply voltage formed by the power supply circuit (102) for forming the operation power supply voltage of the main part of the memory unit with a predetermined reference voltage. And a third abnormality detection circuit (113, 114) for forming an error signal.

〔7〕上記半導体集積回路装置には、さらに上記メモリ部にアクセス可能なCPU(125)と、上記エラー信号に基づいて、上記CPUの動作を制御可能なシステムコントローラ(124)とを設けることができる。   [7] The semiconductor integrated circuit device may further include a CPU (125) capable of accessing the memory unit and a system controller (124) capable of controlling the operation of the CPU based on the error signal. it can.

2.実施の形態の説明
次に、実施の形態について更に詳述する。
2. Next, the embodiment will be described in more detail.

<実施の形態1>
図12には、本発明にかかる半導体集積回路装置の一例とされるICカード用マイクロコンピュータが示される。
<Embodiment 1>
FIG. 12 shows an IC card microcomputer as an example of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

図12に示されるICカード用マイクロコンピュータ120は、特に制限されないが、ポート(PORT)122、メモリ123、システムコントローラ124、CPU(中央処理装置)125、モジュール126,127,128を含み、それらが、バス129によって結合されている。このICカード用マイクロコンピュータ120は、特に制限されないが、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成される。   The IC card microcomputer 120 shown in FIG. 12 includes, but is not limited to, a port (PORT) 122, a memory 123, a system controller 124, a CPU (central processing unit) 125, and modules 126, 127, and 128. Are coupled by a bus 129. The IC card microcomputer 120 is not particularly limited, but is formed on one semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

CPU125は、予め設定されたプログラムを実行することによって所定の演算処理を行う。メモリ123は、上記CPU125で実行されるプログラムが格納されるマスクROM(Read Only Memory)や、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)などとされる。図示はされないが、上記CPUのワークエリアとして用いられるRAM(Random Access Memory)を含んでいてもよい。このメモリ123でメモリエラーが検出された場合、そのエラー検出結果(ERR)がシステムコントローラ124に伝達されるようになっている。ポート122にはリセット端子121が結合され、このリセット端子121が例えばローレベルにされると、ポート122を介して端子リセット信号RST1がアサートされる。システムコントローラ124は、内部リセット信号RST2や、割り込み信号であるNMI(Non-Maskable Interrupt)信号を生成する。内部リセット信号RST2は、上記メモリ123、CPU125、及び上記モジュール126〜128に供給される。NMI信号は上記CPU125に供給される。   The CPU 125 performs a predetermined calculation process by executing a preset program. The memory 123 is a mask ROM (Read Only Memory) in which a program executed by the CPU 125 is stored, an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), or the like. Although not shown, a RAM (Random Access Memory) used as a work area for the CPU may be included. When a memory error is detected in the memory 123, the error detection result (ERR) is transmitted to the system controller 124. A reset terminal 121 is coupled to the port 122. When the reset terminal 121 is set to a low level, for example, the terminal reset signal RST1 is asserted via the port 122. The system controller 124 generates an internal reset signal RST2 and an NMI (Non-Maskable Interrupt) signal that is an interrupt signal. The internal reset signal RST2 is supplied to the memory 123, the CPU 125, and the modules 126 to 128. The NMI signal is supplied to the CPU 125.

メモリエラー検出時は何らかの要因によりアタックが実施されていることが想定されるため、そのような場合は直ちに現状の処理を停止し、チップ動作を保護する必要がある。そこで、メモリエラー検出時には直ちにシステムコントローラ124によって内部リセット信号がアサートされることによってシステムがリセット状態に遷移され、以後の処理が停止される。尚、CPU125に対してNMIによる割り込みを発生させて、所定の割り込み処理に遷移させることで、チップ動作を保護するようにしても良い。システムコントローラ124によって内部リセット信号がアサートされた場合、その状態(リセット状態)が保持される。システム動作を再開させるためには、リセット端子121からのリセット指示あるいは、システムの電源再投入によるイニシャライズが必要となる。   When a memory error is detected, it is assumed that an attack is being performed for some reason. In such a case, it is necessary to immediately stop the current processing and protect the chip operation. Therefore, when a memory error is detected, the system controller 124 immediately asserts an internal reset signal, thereby transitioning the system to the reset state and stopping the subsequent processing. Note that the chip operation may be protected by generating an NMI interrupt to the CPU 125 and making a transition to a predetermined interrupt process. When the internal reset signal is asserted by the system controller 124, the state (reset state) is held. In order to resume the system operation, a reset instruction from the reset terminal 121 or initialization by turning on the system power again is required.

次に各部の詳細な構成について説明する。   Next, the detailed configuration of each part will be described.

図1には、上記メモリ123の構成例が示される。   FIG. 1 shows a configuration example of the memory 123.

図1に示されるように上記メモリ123は、行デコーダ31、列デコーダ32、列選択回路34、センスアンプ回路35、及びメモリマット33を含む。メモリマット33は、複数のワード線WLとそれに交差するように配置された複数のビット線とを含む。ビット線は、メモリマット33の1バイト(byte)毎に8本設けられる。行デコーダ31は、入力されたアドレス信号をデコードして、上記複数のワード線WLから1本のワード線を選択するための選択信号を形成する。列デコーダ32は、入力されたアドレス信号をデコードして列選択信号を形成する。列選択回路34は、上記列選択信号に基づいてビット線を選択する。選択されたビット線の信号は、センスアンプ回路35で増幅されてから、出力回路38を介してバス129に出力される(OUT)。また、異常検出回路36が設けられ、この異常検出回路36は、上記メモリマットからの情報読み出しが正常か否かを判定してエラー信号ERRを形成する。上記メモリマットからの情報読み出しが正常で無い場合、エラー信号ERRがアサートされる。さらに、コントローラ37が設けられ、このコントローラ37はこのメモリ123の全体的な動作制御を司る。   As shown in FIG. 1, the memory 123 includes a row decoder 31, a column decoder 32, a column selection circuit 34, a sense amplifier circuit 35, and a memory mat 33. The memory mat 33 includes a plurality of word lines WL and a plurality of bit lines arranged so as to intersect with the word lines WL. Eight bit lines are provided for each byte of the memory mat 33. The row decoder 31 decodes the input address signal and forms a selection signal for selecting one word line from the plurality of word lines WL. The column decoder 32 decodes the input address signal to form a column selection signal. The column selection circuit 34 selects a bit line based on the column selection signal. The signal of the selected bit line is amplified by the sense amplifier circuit 35 and then output to the bus 129 via the output circuit 38 (OUT). In addition, an abnormality detection circuit 36 is provided, and this abnormality detection circuit 36 determines whether or not information reading from the memory mat is normal and generates an error signal ERR. If the information reading from the memory mat is not normal, the error signal ERR is asserted. Further, a controller 37 is provided, and this controller 37 controls the overall operation of the memory 123.

上記メモリマット33には、通常のビット線とは別に、2本の異常検出用ラインRL0,RL1が設けられる。この2本の異常検出用ラインRL0,RL1は、図1において右側端部に配置される。異常検出用ラインRL0は、論理値“0”異常検出のために設けられ、論理値“0”が得られるようになっている。異常検出用ラインRL1は、論理値“1”の異常検出のために設けられ、論理値“1”が得られるようになっている。メモリ123のリード動作時には必ずこの異常検出用ラインRL0,RL1の信号が列選択回路34によって選択され、その論理値が異常検出回路36で判断されることで異常検出が可能とされる。異常検出用ラインRL0の論理値“0”、及び異常検出用ラインRL1の論理値“1”がそれぞれ正しく得られれば、メモリ123は正常動作していると判断される。しかし、異常検出用ラインRL0の論理値“0”、又は検出ラインRL1の論理値“1”が正しく得られない場合には、異常動作と判断され、エラー信号ERRがアサートされる。   The memory mat 33 is provided with two abnormality detection lines RL0 and RL1 separately from normal bit lines. The two abnormality detection lines RL0 and RL1 are arranged at the right end in FIG. The abnormality detection line RL0 is provided for detecting an abnormality of a logical value “0”, and a logical value “0” is obtained. The abnormality detection line RL1 is provided for detecting an abnormality of the logical value “1”, and a logical value “1” is obtained. During the read operation of the memory 123, the signals of the abnormality detection lines RL0 and RL1 are always selected by the column selection circuit 34, and the abnormality value can be detected by the abnormality detection circuit 36. If the logical value “0” of the abnormality detection line RL0 and the logical value “1” of the abnormality detection line RL1 are obtained correctly, it is determined that the memory 123 is operating normally. However, if the logical value “0” of the abnormality detection line RL0 or the logical value “1” of the detection line RL1 cannot be obtained correctly, it is determined that the operation is abnormal, and the error signal ERR is asserted.

ここで、図1に示されるように異常検出用ラインRL0,RL1をメモリマット33の端部に配置する構成では、メモリマット33全体に影響を及ぼすようなアタック(異常電圧、異常周波数印加や異常温度での動作)には有効である。しかし、レーザー照射等、メモリマット上の一部領域の誤動作を引き起こすような局所的なアタックに対しては、それを検出できないことが考えられる。そのため、局所的なアタックに対応するには、図2に示されるように、メモリマット33の端部の異常検出用ラインRL0,RL1とは別に、メモリマット33の数ビット毎、例えば1バイト(byte)毎に、異常検出用ラインRL0,RL1を配置するのが望ましい。このようにすれば、メモリマット33において多数の異常検出用ラインRL0,RL1が密に配置されるため、メモリマット33の局所的なアタックに対しても十分に対応することができる。   Here, as shown in FIG. 1, in the configuration in which the abnormality detection lines RL0 and RL1 are arranged at the end of the memory mat 33, an attack (abnormal voltage, abnormal frequency application or abnormality that affects the entire memory mat 33). (Operation at temperature) is effective. However, it is conceivable that a local attack that causes a malfunction of a partial area on the memory mat, such as laser irradiation, cannot be detected. Therefore, in order to cope with a local attack, as shown in FIG. 2, apart from the abnormality detection lines RL0 and RL1 at the end of the memory mat 33, every several bits of the memory mat 33, for example, 1 byte ( It is desirable to arrange the abnormality detection lines RL0 and RL1 for each byte. In this way, since a large number of abnormality detection lines RL0 and RL1 are densely arranged in the memory mat 33, it is possible to sufficiently cope with a local attack of the memory mat 33.

尚、図2に示されるようにメモリマット33において異常検出用ラインRL0,RL1が密に配置されると、その分だけメモリマット33の面積や消費電流が増加してしまうため、求めるセキュリティのレベルやメモリの特性に応じて異常検出用ラインRL0,RL1の配置本数を決定するのが望ましい。メモリの特性とは、例えばアタックによるリードデータの変化が論理値“0”から論理値“1”もしくはそれとは逆の論理値“1”から論理値“0”のどちらか一方しか発生しないことを指し、このようなことが明かである場合には、配置する異常検出用ラインは論理値“0”又は論理値“1”の片方だけで十分となる。例えば、メモリマット33の端部の異常検出用ラインRL0,RL1はそのまま設け、メモリマット33の数ビット毎には、異常検出用ラインRL0,RL1の何れか一方のみを設ける構成が効果的と考えられる。例えば、電位保持状態が“1”であるメモリセルにレーザーを照射した場合、本来ならばビット線をディスチャージしないはずが誤動作によりディスチャージしてしまうとリードデータは“1”から“0”に変化してしまう。レーザー照射によるデータ化けがこの“0”化けメインである場合はRL1をRL0の配置本数に比較し、より多数設けることにより、レーザー照射によるアタック検出効率を向上させることが可能となる。逆に、電位保持状態が“0”であるメモリセルの“1”化け(ディスチャージするはずが、ディスチャージされない)がデータ化けのメインであるならば、RL0をより多数設けることが有効である。   As shown in FIG. 2, if the abnormality detection lines RL0 and RL1 are densely arranged in the memory mat 33, the area and current consumption of the memory mat 33 increase accordingly, and thus the required security level. It is desirable to determine the number of abnormality detection lines RL0 and RL1 according to the characteristics of the memory. The characteristic of the memory is that, for example, a change in read data due to an attack occurs only from a logical value “0” to a logical value “1” or a logical value “1” to a logical value “0” opposite to the logical value “0”. If it is clear that this is the case, only one of the logical value “0” or the logical value “1” is sufficient as the abnormality detection line to be arranged. For example, it is considered effective that the abnormality detection lines RL0 and RL1 at the end of the memory mat 33 are provided as they are, and only one of the abnormality detection lines RL0 and RL1 is provided for every several bits of the memory mat 33. It is done. For example, if a memory cell with a potential holding state of “1” is irradiated with a laser, the read data changes from “1” to “0” if the bit line is not discharged but it is discharged due to a malfunction. End up. When the data garbled by laser irradiation is the main “0”, the attack detection efficiency by laser irradiation can be improved by providing a larger number of RL1 than the number of RL0. On the other hand, if the memory cell in which the potential holding state is “0” is changed to “1” (which should be discharged but not discharged) is the main data change, it is effective to provide a larger number of RL0.

次に、上記異常検出用ラインRL0,RL1の形成について説明する。   Next, the formation of the abnormality detection lines RL0 and RL1 will be described.

メモリ123がマスクROMとされる場合、異常検出用ラインRL0,RL1はインプラ方式やビア方式によって形成することができる。   When the memory 123 is a mask ROM, the abnormality detection lines RL0 and RL1 can be formed by an implantation method or a via method.

例えばインプラ方式の場合、図3(A)に示されるように、異常検出用ラインRL0に結合されている全てのメモリセルMCに対してはイオン注入により、論理値“0”の書込みを行い、異常検出用ラインRL1に結合されている全てのメモリセルMCに対してはイオン非注入により、論理値“1”の書込みを行えば良い。また、ビア方式の場合、図3(B)に示されるように、異常検出用ラインRL0に結合されている全てのメモリセルMCに対しては低電位側電源VSSラインに結合させることにより、論理値“0”の書込みを行い、異常検出用ラインRL1に結合されている全てのメモリセルMCに対しては低電位側電源VSSラインへの配線を省略することにより、論理値“1”の書込みを行えば良い。何れの場合においても、データ保持の対象となる通常のビット線BLは、それぞれ異常検出用ラインとワード線が共通とされ、各メモリセルMCにおいては、“0”または“1”の任意のデータを保持可能に構成される。   For example, in the case of the implantation method, as shown in FIG. 3A, the logic value “0” is written to all the memory cells MC coupled to the abnormality detection line RL0 by ion implantation. All the memory cells MC coupled to the abnormality detection line RL1 may be written with a logical value “1” by non-ion implantation. Further, in the case of the via method, as shown in FIG. 3B, all the memory cells MC coupled to the abnormality detection line RL0 are coupled to the low potential side power supply VSS line, so that Writing the value “0” and writing the logical value “1” to all the memory cells MC coupled to the abnormality detection line RL1 by omitting wiring to the low potential side power supply VSS line. Just do it. In any case, the normal bit line BL that is the object of data retention has a common abnormality detection line and word line, and any data of “0” or “1” is stored in each memory cell MC. It is configured to be able to hold.

メモリ123がEEPROMとされる場合に、図4に示されるように、異常検出用ラインRL0は、それに結合される全てのメモリセルMCに対して論理値“0”の書込みを行えば良く、また、異常検出用ラインRL1は、それに結合される全てのメモリセルMCを消去済のまま(論理値“1”)とすれば良い。図示はしないが、図3と同様に、図4における通常のビット線は、それぞれ異常検出用ラインとワード線が共通とされ、各メモリセルMCにおいては、“0”または“1”の任意のデータを保持可能に構成される。   When the memory 123 is an EEPROM, as shown in FIG. 4, the abnormality detection line RL0 may be written with a logical value “0” to all the memory cells MC coupled thereto. In the abnormality detection line RL1, all the memory cells MC coupled thereto may be left erased (logical value “1”). Although not shown, as in FIG. 3, the normal bit line in FIG. 4 has a common abnormality detection line and word line, and each memory cell MC has an arbitrary value of “0” or “1”. It is configured to be able to hold data.

図5には、図1及び図2における異常検出回路36及びその周辺のさらに詳細な構成が示される。   FIG. 5 shows a more detailed configuration of the abnormality detection circuit 36 in FIG. 1 and FIG. 2 and its surroundings.

図5に示されるように、1本の異常検出用ラインRL0毎に、トランスファゲート301とインバータ302が設けられる。トランスファゲート301はpチャネル型MOSトランジスタとnチャネル型MOSトランジスタとが並列接続されて成る。トランスファゲート301は列デコーダ32からの列選択信号SELによってオンオフ制御される。トランスファゲート301を構成するpチャネル型MOSトランジスタとnチャネル型MOSトランジスタとを同時にオン又はオフさせるためにインバータ302によって列選択信号SELの論理反転が行われる。上記トランスファゲート301とインバータ302とは、図2における列選択回路34の一部とされる。そして、リード信号REDによって動作制御されるnチャネル型MOSトランジスタ24が設けられ、上記トランスファゲート301と上記nチャネル型MOSトランジスタ24との間の信号伝達ラインを、プリチャージ信号CHGに応じて高電位側電源Vddレベルにプリチャージするためのpチャネル型MOSトランジスタ23が設けられる。上記プリチャージ信号CHGや上記リード信号REDはコントローラ37によって生成される。nチャネル型MOSトランジスタ24を設け、このnチャネル型MOSトランジスタ24を上記リード信号REDによって動作制御するのは、異常検出はリード動作時のみ行えば良いからである。センスアンプSAは、上記nチャネル型MOSトランジスタ24を介して伝達された信号を増幅するもので、図2に示されるセンスアンプ回路35の一部とされる。上記センスアンプSAの出力信号は異常検出回路36に伝達される。異常検出回路36は、オア回路25,26、ナンド回路27、及びフリップフロップ回路(FF)28とを含む。上記オア回路25における一つの入力端子に上記センスアンプSAの出力信号が伝達される。上記オア回路25における他の入力端子には、他の異常検出用ラインRL0に対応するセンスアンプの出力信号が伝達される。つまり、オア回路25では、メモリマット33における全ての異常検出用ラインRL0に対応するセンスアンプの出力信号のオア論理が求められることで、入力信号の論理値が期待値通りであるか否かの判定が行われる。例えばメモリマット33において複数配置された全ての異常検出用ラインRL0に対応するセンスアンプの出力信号の全てがローレベルとされる場合には、それは期待値通りであり、オア回路25の出力信号はローレベルとされる。しかし、メモリマット33に対するアタックに起因して、メモリマット33における全ての異常検出用ラインRL0のうちの少なくとも1本から論理値“0”の読み出しができない場合には、それは期待値と異なるため、オア回路25の出力信号はハイレベルとされる。オア回路25の出力は、フリップフロップ回路28のセット端子Sに伝達されて、このフリップフロップ回路28に保持される。オア回路25の出力は通常ローレベルであるが、オア回路25の出力がハイレベルの場合、フリップフロップ回路28によって、エラー信号ERRがハイレベルにアサートされる。尚、フリップフロップ回路28はリセット端子Rを有し、このリセット端子Rに供給されるリセット信号をアサートすることによって、フリップフロップ回路28を初期化することができる。   As shown in FIG. 5, a transfer gate 301 and an inverter 302 are provided for each abnormality detection line RL0. The transfer gate 301 is formed by connecting a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor in parallel. The transfer gate 301 is ON / OFF controlled by a column selection signal SEL from the column decoder 32. Inverting the column selection signal SEL by the inverter 302 is performed to simultaneously turn on or off the p-channel MOS transistor and the n-channel MOS transistor constituting the transfer gate 301. The transfer gate 301 and the inverter 302 are part of the column selection circuit 34 in FIG. An n-channel MOS transistor 24 whose operation is controlled by a read signal RED is provided, and a signal transmission line between the transfer gate 301 and the n-channel MOS transistor 24 is connected to a high potential according to a precharge signal CHG. A p-channel MOS transistor 23 for precharging to the side power supply Vdd level is provided. The precharge signal CHG and the read signal RED are generated by the controller 37. The reason why the n-channel MOS transistor 24 is provided and the operation of the n-channel MOS transistor 24 is controlled by the read signal RED is that the abnormality detection only needs to be performed during the read operation. The sense amplifier SA amplifies the signal transmitted via the n-channel MOS transistor 24 and is a part of the sense amplifier circuit 35 shown in FIG. The output signal of the sense amplifier SA is transmitted to the abnormality detection circuit 36. The abnormality detection circuit 36 includes OR circuits 25 and 26, a NAND circuit 27, and a flip-flop circuit (FF) 28. The output signal of the sense amplifier SA is transmitted to one input terminal in the OR circuit 25. The output signal of the sense amplifier corresponding to the other abnormality detection line RL0 is transmitted to the other input terminal in the OR circuit 25. That is, the OR circuit 25 obtains the OR logic of the output signals of the sense amplifiers corresponding to all the abnormality detection lines RL0 in the memory mat 33, so that whether or not the logic value of the input signal is as expected. A determination is made. For example, when all of the output signals of the sense amplifiers corresponding to all of the abnormality detection lines RL0 arranged in the memory mat 33 are set to the low level, it is as expected, and the output signal of the OR circuit 25 is Low level. However, if the logical value “0” cannot be read from at least one of all abnormality detection lines RL0 in the memory mat 33 due to the attack on the memory mat 33, it is different from the expected value. The output signal of the OR circuit 25 is set to a high level. The output of the OR circuit 25 is transmitted to the set terminal S of the flip-flop circuit 28 and held in the flip-flop circuit 28. Although the output of the OR circuit 25 is normally at a low level, when the output of the OR circuit 25 is at a high level, the error signal ERR is asserted to a high level by the flip-flop circuit 28. The flip-flop circuit 28 has a reset terminal R. By asserting a reset signal supplied to the reset terminal R, the flip-flop circuit 28 can be initialized.

図5では省略されているが、異常検出用ラインRL1に対応する回路は、異常検出用ラインRL0に対応する回路と同様に構成することができる。ただし、全ての異常検出用ラインRL1に対応するセンスアンプSAの出力信号は、ナンド回路27に伝達され、そこでナンド論理が得られることで、入力信号の論理値が期待値通りであるか否かの判定が行われる。この場合、メモリマット33に対するアタックに起因して、メモリマット33における全ての異常検出用ラインRL1のうちの少なくとも1本から論理値“1”の読み出しができない場合には、ナンド回路27の出力信号はハイレベルとされ、それがオア回路26介してフリップフロップ回路28に保持され、エラー信号ERRがハイレベルにアサートされる。   Although omitted in FIG. 5, the circuit corresponding to the abnormality detection line RL1 can be configured similarly to the circuit corresponding to the abnormality detection line RL0. However, the output signals of the sense amplifiers SA corresponding to all the abnormality detection lines RL1 are transmitted to the NAND circuit 27, where NAND logic is obtained, and whether or not the logic value of the input signal is as expected. Is determined. In this case, if the logical value “1” cannot be read from at least one of all abnormality detection lines RL1 in the memory mat 33 due to the attack on the memory mat 33, the output signal of the NAND circuit 27 Is held at the flip-flop circuit 28 via the OR circuit 26, and the error signal ERR is asserted to the high level.

次に、異常検出用ラインRL0,RL1の検出感度を向上させるための技術について説明する。   Next, a technique for improving the detection sensitivity of the abnormality detection lines RL0 and RL1 will be described.

異常検出用ラインの構成を通常のメモリ領域と同じ構成とした場合、プロセスばらつきやアタックによる影響の偏りによって、異常検出用ラインの論理値は正常にもかかわらず、通常のデータ記憶領域にエラーが発生することも考えられる。そのため、作りこみによって異常検出用ラインの特性をあらかじめ悪い(エラーが起こりやすい)状態にすることが考えられる。例えば、図6に示されるように、メモリセルを構成するMOSトランジスタの駆動能力を調整することにより、異常検出用ラインRL0,RL1のプリチャージ能力をメモリマット33における任意のデータを保持するビット線BLのプリチャージ能力よりも低くすると良い。また、ビット線BLに対応するプリチャージ用MOSトランジスタ61や、異常検出用ラインRL0,RL1に対応するプリチャージ用MOSトランジスタ23の駆動能力を調整することにより、異常検出用ラインRL0,RL1に結合されたメモリセルMCのディスチャージ能力をメモリマット33におけるビット線BLに結合されたメモリセルMCのディスチャージ能力よりも低くすると良い。このようにすれば、プロセスばらつきやアタックによる影響の偏りにかかわらず、適切な異常検出を行うことができる。   If the configuration of the abnormality detection line is the same as the normal memory area, an error will occur in the normal data storage area even though the logical value of the abnormality detection line is normal due to process variations and biased influences of attack. It can also occur. For this reason, it is conceivable that the characteristics of the abnormality detection line are made bad (error is likely to occur) in advance. For example, as shown in FIG. 6, by adjusting the driving capability of the MOS transistors constituting the memory cell, the precharge capability of the abnormality detection lines RL0 and RL1 is changed to a bit line for holding arbitrary data in the memory mat 33. It is good to make it lower than the precharge ability of BL. In addition, by adjusting the driving capability of the precharge MOS transistor 61 corresponding to the bit line BL and the precharge MOS transistor 23 corresponding to the abnormality detection lines RL0 and RL1, it is coupled to the abnormality detection lines RL0 and RL1. It is preferable that the discharge capacity of the memory cell MC formed is lower than the discharge capacity of the memory cell MC coupled to the bit line BL in the memory mat 33. In this way, appropriate abnormality detection can be performed regardless of process variations and biased influences of attacks.

上記例によれば、以下の作用効果を得ることができる。   According to the above example, the following operational effects can be obtained.

(1)メモリマット33の右側端部には、通常のビット線とは別に、2本の異常検出用ラインRL0,RL1が設けられる。異常検出用ラインRL0は、論理値“0”異常検出のために設けられ、異常検出用ラインRL1は、論理値“1”の異常検出のために設けられる。メモリ123のリード動作時には必ずこの異常検出用ラインRL0,RL1の信号が列選択回路34によって選択され、その論理値が異常検出回路36で判断されることで異常検出が行われる。異常検出用ラインRL0の論理値“0”、及び異常検出用ラインRL1の論理値“1”がそれぞれ正しく得られれば、メモリ123は正常動作していると判断される。しかし、異常検出用ラインRL0の論理値“0”、又は検出ラインRL1の論理値“1”が正しく得られない場合には異常とされ、エラー信号ERRがアサートされる。これにより、アタックに起因するメモリエラーの検出率の向上を図ることができる。   (1) Two abnormality detection lines RL0 and RL1 are provided at the right end portion of the memory mat 33 separately from the normal bit lines. The abnormality detection line RL0 is provided for detecting the abnormality of the logical value “0”, and the abnormality detection line RL1 is provided for detecting the abnormality of the logical value “1”. During the read operation of the memory 123, the signals of the abnormality detection lines RL0 and RL1 are always selected by the column selection circuit 34, and abnormality detection is performed by the logical value being judged by the abnormality detection circuit 36. If the logical value “0” of the abnormality detection line RL0 and the logical value “1” of the abnormality detection line RL1 are obtained correctly, it is determined that the memory 123 is operating normally. However, if the logical value “0” of the abnormality detection line RL0 or the logical value “1” of the detection line RL1 cannot be obtained correctly, an abnormality is assumed and the error signal ERR is asserted. Thereby, it is possible to improve the detection rate of the memory error caused by the attack.

(2)メモリマット33の端部の異常検出用ラインRL0,RL1とは別に、メモリマット33の数ビット毎、例えば1バイト(byte)毎に、異常検出用ラインRL0,RL1を配置する。このようにすれば、メモリマット33において多数の異常検出用ラインRL0,RL1が密に配置されるため、メモリマット33の局所的なアタックに対しても十分に対応することができるので、メモリエラーの検出率をさらに向上させることができる。   (2) Apart from the abnormality detection lines RL0 and RL1 at the end of the memory mat 33, the abnormality detection lines RL0 and RL1 are arranged for every several bits of the memory mat 33, for example, for every 1 byte. In this manner, since a large number of abnormality detection lines RL0 and RL1 are densely arranged in the memory mat 33, it is possible to sufficiently cope with a local attack of the memory mat 33. The detection rate can be further improved.

(3)メモリマット33において異常検出用ラインRL0,RL1が密に配置されると、その分だけメモリマット33の面積や消費電流が増加してしまうため、求めるセキュリティのレベルやメモリの特性に応じて異常検出用ラインRL0,RL1の配置本数を決定するのが望ましい。メモリの特性とは、例えばアタックによるリードデータの変化が論理値“0”から論理値“1”もしくはそれとは逆の論理値“1”から論理値“0”のどちらか一方しか発生しないことを指し、このようなことが明かである場合には、配置する異常検出用ラインは論理値“0”又は論理値“1”の片方だけで十分となる。例えば、メモリマット33の端部の異常検出用ラインRL0,RL1はそのまま設け、メモリマット33の数ビット毎には、異常検出用ラインRL0,RL1の何れか一方のみを設ける構成が効果的と考えられる。   (3) If the abnormality detection lines RL0 and RL1 are densely arranged in the memory mat 33, the area and current consumption of the memory mat 33 increase correspondingly, so that depending on the required security level and memory characteristics. It is desirable to determine the number of the abnormality detection lines RL0 and RL1. The characteristic of the memory is that, for example, a change in read data due to an attack occurs only from a logical value “0” to a logical value “1” or a logical value “1” to a logical value “0” opposite to the logical value “0”. If it is clear that this is the case, only one of the logical value “0” or the logical value “1” is sufficient as the abnormality detection line to be arranged. For example, it is considered effective that the abnormality detection lines RL0 and RL1 at the end of the memory mat 33 are provided as they are, and only one of the abnormality detection lines RL0 and RL1 is provided for every several bits of the memory mat 33. It is done.

(4)メモリセルを構成するMOSトランジスタの駆動能力を調整することにより、異常検出用ラインRL0,RL1のプリチャージ能力をメモリマット33におけるビット線BLのプリチャージ能力よりも低くする。また、ビット線BLに対応するプリチャージ用MOSトランジスタ61や、異常検出用ラインRL0,RL1に対応するプリチャージ用MOSトランジスタ23の駆動能力を調整することにより、異常検出用ラインRL0,RL1に結合されたメモリセルMCのディスチャージ能力をメモリマット33におけるビット線BLに結合されたメモリセルMCのディスチャージ能力よりも低くする。それにより、プロセスばらつきやアタックによる影響の偏りにかかわらず、適切な異常検出を行うことができるので、メモリエラーの検出率を向上させることができる。   (4) By adjusting the drive capability of the MOS transistors constituting the memory cell, the precharge capability of the abnormality detection lines RL0 and RL1 is made lower than the precharge capability of the bit line BL in the memory mat 33. In addition, by adjusting the driving capability of the precharge MOS transistor 61 corresponding to the bit line BL and the precharge MOS transistor 23 corresponding to the abnormality detection lines RL0 and RL1, it is coupled to the abnormality detection lines RL0 and RL1. The discharge capability of the memory cell MC formed is made lower than the discharge capability of the memory cell MC coupled to the bit line BL in the memory mat 33. As a result, appropriate abnormality detection can be performed regardless of process variations and biased influences of attacks, so that the memory error detection rate can be improved.

<実施の形態2>
実施の形態1では、メモリマット部におけるアタック対策について説明したが、実施の形態2では行デコーダにおけるアタック対策について説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, countermeasures against attacks in the memory mat unit have been described. In the second embodiment, countermeasures against attacks in the row decoder will be described.

レーザー照射により行デコーダ31が誤動作し、メモリエラーを生ずることが本願発明者によって確認されている。誤動作の発生箇所は、図7に示されるように、ワード線WLを選択レベルに駆動するためのドライバ部と推定され、ドライバ部のエラーにより、非選択であるはずのワード線が選択状態になっていると考えられる。例えばアドレスのデコード結果によりワード線WL−Aが選択されている状態でも、ワード線WL−Aに対応するメモリセルは接続されていないため、ビット線BLのレベルはハイ(H)レベルのままで変化しない。しかし、レーザー照射等のアタックによりドライバが誤動作した場合には、非選択であるはずのワード線WL−Bが選択レベルに駆動される可能性がある。このとき、ワード線WL−Bに結合されているメモリセルによってビット線BLがディスチャージされるため、ビット線BLはハイレベルからローレベルに変化してしまい、読み出しデータの論理値が期待値と異なるものとなってしまう。   It has been confirmed by the present inventor that the row decoder 31 malfunctions due to laser irradiation and causes a memory error. As shown in FIG. 7, the occurrence location of the malfunction is presumed to be a driver unit for driving the word line WL to the selected level, and the word line that should not be selected is selected by the error of the driver unit. It is thought that. For example, even when the word line WL-A is selected according to the decoding result of the address, since the memory cell corresponding to the word line WL-A is not connected, the level of the bit line BL remains at the high (H) level. It does not change. However, if the driver malfunctions due to an attack such as laser irradiation, the word line WL-B that should not be selected may be driven to a selected level. At this time, since the bit line BL is discharged by the memory cell coupled to the word line WL-B, the bit line BL changes from the high level to the low level, and the logical value of the read data is different from the expected value. It becomes a thing.

そこで、図8に示されるように、各ドライバ71毎に、入力側論理と出力側論理とのモニタを可能とするモニタ回路81を搭載する。このモニタ回路81は、対応するドライバ71の入力側論理と出力側論理とを比較するための排他的論理和回路によって構成される。ドライバ71の入力側論理と出力側論理とが異なる場合には正常であり、ドライバ71の入力側論理と出力側論理とが一致する場合には異常である。全てのモニタ回路81の出力信号は、オア回路82を介して後段のフリップフロップ回路83に伝達され、このフリップフロップ回路83によってエラー信号ERRが形成されるようになっている。ドライバ71の入力側論理と出力側論理とが一致する場合、当該ドライバ71に対応するモニタ回路81の出力信号がハイレベルになり、それがオア回路82を介してフリップフロップ回路83に伝達されると、このフリップフロップ回路83によりエラー信号ERRがアサートされる。   Therefore, as shown in FIG. 8, a monitor circuit 81 that enables monitoring of the input side logic and the output side logic is mounted for each driver 71. The monitor circuit 81 is configured by an exclusive OR circuit for comparing the input side logic and the output side logic of the corresponding driver 71. It is normal when the input side logic and the output side logic of the driver 71 are different, and abnormal when the input side logic and the output side logic of the driver 71 match. The output signals of all the monitor circuits 81 are transmitted to the subsequent flip-flop circuit 83 through the OR circuit 82, and the error signal ERR is formed by the flip-flop circuit 83. When the input side logic and the output side logic of the driver 71 coincide with each other, the output signal of the monitor circuit 81 corresponding to the driver 71 becomes high level, and this is transmitted to the flip-flop circuit 83 via the OR circuit 82. The flip-flop circuit 83 asserts an error signal ERR.

上記の構成によれば、上記モニタ回路81によって、対応するドライバ71の力側論理と出力側論理とが一致するか否かを判別することで、非選択ワード線がレーザーによって選択レベルになった場合のみならず、選択ワード線がレーザーによって逆に非選択になった場合も、エラー検出することができる。   According to the configuration described above, the monitor circuit 81 determines whether or not the force-side logic and the output-side logic of the corresponding driver 71 coincide with each other, so that the unselected word line is set to the selection level by the laser. In addition to the case, an error can be detected not only when the selected word line is unselected by the laser.

図9には、上記モニタ回路81の別の構成例が示される。   FIG. 9 shows another configuration example of the monitor circuit 81.

図9に示されるモニタ回路81は、二つのnチャネル型MOSトランジスタ91,92が直列接続されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ91のゲート電極は、対応するドライバ71の入力端子に結合され、nチャネル型MOSトランジスタ92のゲート電極は対応するドライバ71の出力端子に結合される。nチャネル型MOSトランジスタ91のソース電極は低電位側電源Vssに結合され、nチャネル型MOSトランジスタ92のドレイン電極は、プルアップ抵抗R1を介して高電位側電源Vddに結合されるとともに、インバータ93を介してフリップフロップ回路83に結合される。かかる構成において、ドライバ71の入力側論理と出力側論理とが一致する場合、当該ドライバ71に対応するモニタ回路81において、二つのnチャネル型MOSトランジスタ91,92の双方が導通されることにより、インバータ93の入力端子側は、蓄積電荷が引き抜かれてハイ(H)レベルからロー(L)レベルに遷移される。これにより、インバータ93の出力がローレベルからハイレベルに遷移され、フリップフロップ回路83によってエラー信号ERRがアサートされる。   The monitor circuit 81 shown in FIG. 9 includes two n-channel MOS transistors 91 and 92 connected in series. The gate electrode of n channel type MOS transistor 91 is coupled to the input terminal of corresponding driver 71, and the gate electrode of n channel type MOS transistor 92 is coupled to the output terminal of corresponding driver 71. The source electrode of n channel type MOS transistor 91 is coupled to low potential side power source Vss, and the drain electrode of n channel type MOS transistor 92 is coupled to high potential side power source Vdd via pull-up resistor R1 and inverter 93 Is coupled to the flip-flop circuit 83. In such a configuration, when the input side logic and the output side logic of the driver 71 coincide with each other, in the monitor circuit 81 corresponding to the driver 71, both the two n-channel MOS transistors 91 and 92 are turned on. On the input terminal side of the inverter 93, the stored charge is extracted and the high (H) level is changed to the low (L) level. As a result, the output of the inverter 93 is changed from the low level to the high level, and the error signal ERR is asserted by the flip-flop circuit 83.

尚、上記の回路構成では、非選択ワード線の誤選択状態しか検出することができないが、図8に示される構成に比べて、モニタ回路81の回路規模の削減が可能である。   In the circuit configuration described above, only the erroneous selection state of the unselected word line can be detected, but the circuit scale of the monitor circuit 81 can be reduced as compared with the configuration shown in FIG.

以上、行デコーダの異常を検出する方式について説明したが、列デコーダの誤動作検出も同様の方式で対応可能であると考えられる。   As described above, the method of detecting the abnormality of the row decoder has been described, but it is considered that the malfunction detection of the column decoder can be handled by the same method.

<実施の形態3>
メモリ123においては、読み出し時間短縮などの性能向上のために、内部で専用の電源電圧が生成される場合がある。例えば、ビット線選択のためのトランスファゲート301を導通させるために、電源回路102において、高電位側電源Vddよりも高レベルの電圧Vdd_eが生成される。電圧Vdd_eは、列デコーダ32からの選択信号SELに基づいてドライバ101の動作用電源電圧とされる。ドライバ101から出力されるハイレベルの電圧レベルはVdd_eレベルとされ、それは高電位側電源Vddよりも高レベルとされるため、導通されたトランスファゲート301のオン抵抗を小さく抑えることができる。トランスファゲート301のオン抵抗を小さく抑えることにより、ビット線BLのチャージや、ディスチャージを高速化している。かかる構成において、電源回路102へのレーザー照射によりその出力電圧レベルが変動することが、本願発明者によって確認されている。また、その電圧変動によって、トランスファゲート301が導通されない場合があり、かかる場合には、ビット線BLがディスチャージされないため、データを正しく読み出すことができなくなる。
<Embodiment 3>
In the memory 123, a dedicated power supply voltage may be generated internally in order to improve performance such as shortening the reading time. For example, in order to make the transfer gate 301 for bit line selection conductive, the power supply circuit 102 generates a voltage Vdd_e that is higher than the high potential side power supply Vdd. The voltage Vdd_e is used as an operation power supply voltage for the driver 101 based on the selection signal SEL from the column decoder 32. The high level voltage level output from the driver 101 is the Vdd_e level, which is higher than the high potential side power supply Vdd, and thus the on-resistance of the conductive transfer gate 301 can be kept small. By suppressing the on-resistance of the transfer gate 301 to be small, the charge and discharge of the bit line BL are speeded up. In such a configuration, the inventors of the present application have confirmed that the output voltage level fluctuates due to laser irradiation of the power supply circuit 102. In addition, due to the voltage fluctuation, the transfer gate 301 may not be conducted. In such a case, the bit line BL is not discharged, so that data cannot be read correctly.

そこで、電源回路102において、電圧変動を検出可能な検出器を設けることで、メモリエラー検出率の向上を図ることができる。図11には、その場合の電源回路102の構成例が示される。   Therefore, by providing a detector capable of detecting voltage fluctuation in the power supply circuit 102, the memory error detection rate can be improved. FIG. 11 shows a configuration example of the power supply circuit 102 in that case.

図11に示される電源回路102は、基準電圧Vrefを生成する基準電圧生成部111と、電源電圧Vdd_eを生成する電源電圧生成部112と、上記基準電圧Vrefと電源電圧Vdd_eとの比較を行うコンパレータ113と、このコンパレータ113の出力信号に基づいてエラー信号ERRを形成するフリップフロップ回路114とを含む。基準電圧Vrefを生成し、電源電圧Vdd_eの変動が、基準電圧Vrefを超えた場合はコンパレータ113の出力がハイレベルとなり、それがフリップフロップ回路114に保持されることで、エラー信号ERRがアサートされる。このとき基準電圧Vrefは、実際の読み出しエラーが発生する電圧変動より早く検出可能なレベルに設定するべきである。また、基準電圧Vrefを生成する基準電圧生成部111は、局所的なアタック(レーザー照射等)において、電源電圧生成部112と同時に影響を受けることにより、電圧変動の検出が不能になることを防止するため、基準電圧Vrefが変動しないように、電源電圧生成部112との間隔を十分に確保すると良い。さらに、図11において50で示されるように、アタックに起因する電圧変動を、基準電圧Vrefと電源電圧Vdd_eとで互いに逆位相にすることで、コンパレータ113での比較をより高感度で行うことができる。   11 includes a reference voltage generation unit 111 that generates a reference voltage Vref, a power supply voltage generation unit 112 that generates a power supply voltage Vdd_e, and a comparator that compares the reference voltage Vref and the power supply voltage Vdd_e. 113 and a flip-flop circuit 114 that forms an error signal ERR based on the output signal of the comparator 113. When the reference voltage Vref is generated and the fluctuation of the power supply voltage Vdd_e exceeds the reference voltage Vref, the output of the comparator 113 becomes a high level and is held in the flip-flop circuit 114, so that the error signal ERR is asserted. The At this time, the reference voltage Vref should be set to a level that can be detected earlier than the voltage fluctuation that causes an actual read error. In addition, the reference voltage generation unit 111 that generates the reference voltage Vref is prevented from being unable to detect voltage fluctuation due to being affected simultaneously with the power supply voltage generation unit 112 in a local attack (laser irradiation or the like). Therefore, it is preferable to ensure a sufficient distance from the power supply voltage generation unit 112 so that the reference voltage Vref does not fluctuate. Further, as indicated by 50 in FIG. 11, the voltage fluctuation caused by the attack is made to have the opposite phase between the reference voltage Vref and the power supply voltage Vdd_e, so that the comparison by the comparator 113 can be performed with higher sensitivity. it can.

以上本発明者によってなされた発明を具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described above, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention.

本発明にかかる半導体集積回路装置の一例とされるICカード用マイクロコンピュータにおけるメモリの構成例ブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a memory in an IC card microcomputer as an example of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention; FIG. 上記メモリの別の構成例ブロック図である。It is another example block diagram of a configuration of the memory. 上記メモリに含まれるメモリマットにおける主要部の構成例回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a main part of a memory mat included in the memory. 上記メモリマットにおける主要部の別の構成例回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating another configuration example of a main part in the memory mat. 上記メモリに含まれる異常検出回路及びその周辺の構成例回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a configuration example of an abnormality detection circuit and its periphery included in the memory. 上記メモリマットにおける主要部の別の構成例回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating another configuration example of a main part in the memory mat. 上記メモリにおける主要部の構成例ブロック図である。It is an example block diagram of the principal part in the said memory. 上記メモリにおける主要部の別の構成例ブロック図である。It is another example block diagram of a configuration of the main part in the memory. 上記メモリにおける主要部の別の構成例ブロック図である。It is another example block diagram of a configuration of the main part in the memory. 上記メモリにおける主要部の別の構成例ブロック図である。It is another example block diagram of a configuration of the main part in the memory. 図10に示される電源回路の構成例ブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a power supply circuit illustrated in FIG. 10. 上記ICカード用マイクロコンピュータの全体的な構成例ブロック図である。It is a block diagram of an example of the overall configuration of the IC card microcomputer.

符号の説明Explanation of symbols

31 行デコーダ
32 列デコーダ
33 メモリマット
34 列選択回路
35 センスアンプ回路
36 異常検出回路
37 コントローラ
38 出力回路
71 ドライバ
81 モニタ回路
83 フリップフロップ回路
111 基準電圧生成部
112 電源電圧生成部
113 コンパレータ
114 フリップフロップ回路
121 リセット端子
122 ポート
123 メモリ
124 システムコントローラ
125 CPU
126〜128 モジュール
RL0,RL1 異常検出用ライン
WL ワード線
BL ビット線
31 row decoder 32 column decoder 33 memory mat 34 column selection circuit 35 sense amplifier circuit 36 abnormality detection circuit 37 controller 38 output circuit 71 driver 81 monitor circuit 83 flip-flop circuit 111 reference voltage generator 112 power supply voltage generator 113 comparator 114 flip-flop Circuit 121 Reset terminal 122 Port 123 Memory 124 System controller 125 CPU
126 to 128 modules RL0, RL1 Abnormality detection line WL Word line BL Bit line

Claims (10)

情報の記憶を可能とする記憶部を含む半導体集積回路装置であって、
上記記憶部は、それぞれ情報の記憶を可能とする複数のトランジスタが配列されて成るメモリマットと、
上記メモリマットからの情報読み出しが正常か否かを判定してエラー信号を形成するための第1異常検出回路と、を含み、
上記メモリマットは、上記メモリマットからの情報読み出しの際に、上記第1異常検出回路での判定に用いられる情報を出力可能な第1異常検出用ラインと第2異常検出用ラインとを含み、
上記第1異常検出用ラインには、上記第1異常検出用ラインを論理値”0”にするための第1トランジスタが結合され、上記第2異常検出力用ラインには、上記第2異常検出用ラインを論理値”1”にするための第2トランジスタが結合され
上記メモリマットにおける複数ビット毎に上記第1異常検出用ライン又は上記第2異常検出用ラインが配置されて成る半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device including a storage unit capable of storing information,
The memory unit includes a memory mat formed by arranging a plurality of transistors each capable of storing information,
A first abnormality detection circuit for determining whether or not information reading from the memory mat is normal and forming an error signal,
The memory mat includes a first abnormality detection line and a second abnormality detection line capable of outputting information used for determination by the first abnormality detection circuit when reading information from the memory mat,
A first transistor for setting the first abnormality detection line to a logical value “0” is coupled to the first abnormality detection line, and the second abnormality detection line is connected to the second abnormality detection power line. A second transistor is coupled to set the logic line to logic “1” ,
The memory formed Ru by the first abnormality detection line or the second abnormality detection line is arranged for each of the plurality of bits in the mat semiconductors integrated circuit device.
上記第1異常検出用ラインと上記第2異常検出用ラインとは、上記メモリマットの端部に配置された請求項1記載の半導体集積回路装置。   2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first abnormality detection line and the second abnormality detection line are arranged at an end portion of the memory mat. 上記第1異常検出回路は、上記第1異常検出用ラインから得られた信号の論理値が期待値通りであるか否かを判定するための第1判定回路と、
上記第2異常検出用ラインから得られた信号の論理値が期待値通りであるか否かを判定するための第2判定回路と、を含む請求項1記載の半導体集積回路装置。
The first abnormality detection circuit includes a first determination circuit for determining whether or not a logical value of a signal obtained from the first abnormality detection line is as expected.
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 , further comprising: a second determination circuit configured to determine whether a logical value of a signal obtained from the second abnormality detection line is as expected .
上記記憶部は、入力されたアドレス信号をデコードするための行デコーダと、
上記行デコーダの出力信号に基づいて、上記メモリマットに含まれるワード線を駆動するための第1ドライバと、
上記第1ドライバの入力側の論理レベルと出力側の論理レベルとを比較してエラー信号を形成するための第2異常検出回路と、を含む請求項1記載の半導体集積回路装置。
The storage unit includes a row decoder for decoding an input address signal;
A first driver for driving a word line included in the memory mat based on an output signal of the row decoder;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising: a second abnormality detection circuit configured to compare an input side logic level and an output side logic level of the first driver to form an error signal .
上記記憶部は、上記記憶部における主要部の動作用電源電圧を形成するための電源回路と、
上記電源回路によって形成された動作用電源電圧を所定の基準電圧と比較してエラー信号を形成するための第3異常検出回路と、を含む請求項1記載の半導体集積回路装置。
The storage unit includes a power supply circuit for forming a power supply voltage for operation of a main part of the storage unit;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising: a third abnormality detection circuit configured to compare an operation power supply voltage formed by the power supply circuit with a predetermined reference voltage to form an error signal .
上記記憶部にアクセス可能なCPUと、
上記エラー信号に基づいて、上記CPUの動作を制御可能なシステムコントローラと、を含む請求項1記載の半導体集積回路装置。
A CPU accessible to the storage unit;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising: a system controller capable of controlling the operation of the CPU based on the error signal .
情報の記憶を可能とするメモリ部を含む半導体集積回路装置であって、
上記メモリ部は、それぞれ情報の記憶を可能とする複数のトランジスタが配列されて成るメモリマットと、
上記メモリマットからの情報読み出しが正常か否かを判定してエラー信号を生成するための異常検出回路と、を有し、
上記メモリマットは、複数のビット線と、複数のワード線と、上記ビット線を選択するための列選択回路と、上記異常検出回路へ接続され、第1の論理値を得るための第1異常検出用ラインと、第1の論理値とは異なる第2の論理値を得るための第2異常検出用ラインとを含み、
上記第1異常検出用ラインと上記第2異常検出用ラインとは上記ビット線に対して並列に配置され、
上記第1異常検出用ライン及び第2異常検出用ラインは、上記メモリマットのリード毎に、上記列選択回路によって選択され、
上記第1異常検出用ラインには、上記ビット線と上記ワード線とに接続された複数の第1トランジスタが結合され、
上記第2異常検出用ラインには、上記ビット線に接続された複数の第2トランジスタが結合され、
上記複数単位のビット線毎に上記第1異常検出用ライン又は上記第2異常検出用ラインを配置した半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device including a memory unit capable of storing information,
The memory unit includes a memory mat in which a plurality of transistors each capable of storing information are arranged,
An abnormality detection circuit for determining whether information reading from the memory mat is normal and generating an error signal;
The memory mat is connected to a plurality of bit lines, a plurality of word lines, a column selection circuit for selecting the bit lines, and the abnormality detection circuit, and a first abnormality for obtaining a first logic value. Including a detection line and a second abnormality detection line for obtaining a second logical value different from the first logical value;
The first abnormality detection line and the second abnormality detection line are arranged in parallel to the bit line,
The first abnormality detection line and the second abnormality detection line are selected by the column selection circuit for each read of the memory mat,
A plurality of first transistors connected to the bit line and the word line are coupled to the first abnormality detection line,
A plurality of second transistors connected to the bit line are coupled to the second abnormality detection line,
A semiconductor integrated circuit device in which the first abnormality detection line or the second abnormality detection line is arranged for each of the plurality of bit lines .
上記メモリ部は、上記メモリ部における主要部の動作用電源電圧を形成するための電源回路と、  The memory unit includes a power supply circuit for forming a power supply voltage for operation of a main part of the memory unit;
上記電源回路によって形成された動作用電源電圧を所定の基準電圧と比較してエラー信号を形成するための電圧変動検出回路と、を含む請求項7記載の半導体集積回路装置。  8. A semiconductor integrated circuit device according to claim 7, further comprising: a voltage fluctuation detecting circuit for comparing said operating power supply voltage formed by said power supply circuit with a predetermined reference voltage to form an error signal.
上記メモリ部は、EEPROMである請求項8記載の半導体集積回路装置。  9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the memory unit is an EEPROM. 上記第1トランジスタは、低電位側電源への配線が省略され、  In the first transistor, the wiring to the low potential side power supply is omitted,
上記第2トランジスタは、低電位側電源へ結合されている請求項9記載の半導体集積回路装置。  10. The semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein the second transistor is coupled to a low potential side power source.
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