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AN1879
应用笔记
如何使用M41ST87W的入侵检测及RAM清除功能
前言
M41ST87W是一款可为业界提供最先进的片上安全解决方案的监控电路产品。
入侵检测和RAM清除电路可用于任何系统,保护敏感数据免遭入侵。
该芯片可用于多种不同应用场合的保护,从信用卡机器、刷卡机(POS)终端到电子数据仪表。
M41ST87W可以对任何系统入侵进行侦测和记录时间戳,并在入侵发生时就破坏掉设备存储器中的数据
。 通过在发生入侵事件时清除设备存储器和/或外部RAM的方式,防止入侵者访问存储器中的数据。
2013年10月
DocID010159 Rev 5
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www.st.com
Contents
AN1879
Contents
1
简介 ................................................................................................... 3
1.1
工作原理 ............................................................................................ 3
1.2
使用入侵寄存器清除外部存储器 ........................................................ 3
1.3
使用外部电荷泵清除外部存储器 ........................................................ 3
1.4
清除RAM数据 .................................................................................... 4
1.5
入侵时间戳 ........................................................................................ 5
2
结论 ................................................................................................... 6
3
版本历史 ............................................................................................ 7
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DocID010159 Rev 5
简介
AN1879
1
简介
1.1
工作原理
M41ST87W设备有两个独立的入侵输入引脚TP1IN和TP2IN,可监视两路独立的信号。
任意入侵输入引脚的电平变化都表明发生了入侵事件,变化原因可包括1)引脚由悬空状态
变为短路到地或电源,或 2)引脚由对地或电源短路状态变为悬空态
确定入侵引脚原始状态的开关的闭合及打开可以通过入侵寄存器中的比特位进行配置。
M41ST87W设备包含128字节的内部RAM,用户可以选择通过将入侵寄存器中的TEB和CLR
比特位置为1的方式进行清除。
1.2
使用入侵寄存器清除外部存储器
M41ST87W也可以通过将入侵寄存器中的TEB和CLREXT置位的方式清除由备用电池供电的
外部SRAM中的数据。 为清除/破坏外部存储器数据,SRAM的VCC可接地。
不过,如果VCC仅简单接地,某些SRAM可能需要较长的时间来破坏存储的数据。
为在合理的时间内破坏存储器,可将SRAM的VCC接至负电位。
将VCC接到负电位上,输入保护二极管就会接通,并进入导通模式,进而破坏存储器。
1.3
使用外部电荷泵清除外部存储器
外部电荷泵设备应当与M41ST87W一起使用,在入侵状况下将SRAM的VCC拉至负电位。
Figure 1: "电路连接" 显示了如何连接此电路。
当M41ST87W与电荷泵设备一起使用时,用户必须提供两个额外的MOSFET,在正常运行
中将M41ST87W的VOUT与电荷泵的输出(OUT)隔离,在入侵发生时将其与M41ST87W的V
OUT隔离。 正常运行时,TPCLR信号强制拉低,从而禁用电荷泵。
当禁用时,大部分电荷泵的输出将强制接地。
为正确使用SRAM,MOSFET(1)必须“关断”从而将SRAM的VCC与电荷泵输出隔离。 同时,
P沟道MOSFET(2)会“导通”,为SRAM提供电源电压。
发生入侵时,TPCLR信号强制拉高,控制直流稳压器的抑制引脚。
这将使稳压器进入待机模式,时间为tCLR。
tCLR是入侵清除的定时时间,稳压器可以关断1、4、8或16秒的时间,具体取决于寄存器中C
LRPW1和CLRPW0比特位的设置。 TPCLR信号也可以启动电荷泵。
当电荷泵使能时,OUT会在SRAM的VCC引脚上产生一个负电位(其持续时间可以进行编程
控制),从而破坏数据。 M41ST87W必须与SRAM的VCC隔离,避免M41ST87W
VOUT输出寄生二极管的前向偏置引起的数据破坏。
具体实现方式是使用TPCLR信号,“导通”N沟道MOSFET(1) ,关断P沟道MOSFET(2)。
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简介
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Figure 1: 电路连接
1.
2.
1.4
N沟道MOSFET
P沟道MOSFET
清除RAM数据
根据外部SRAM制造工艺的不同,清除存储器可能需要VCC引脚上的负电位持续不同的时间
。 M41ST87W设备允许用户针对其特定应用对时间进行编程。
日期寄存器中的CLRPW0和CLRPW1比特位可以确定入侵事件中tCLR脉冲宽度的持续时间
(见 Figure 2: "入侵输出时序")。
所以,用户可以控制电压和负脉冲的持续时间,从而为许多不同的LPSRAM配置电路。
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简介
AN1879
Figure 2: 入侵输出时序
注意:参看M41ST87W数据手册,获得关于时序的更多详情。
1.5
入侵时间戳
当设备被入侵时,无论先发生何种入侵,都会产生一个冻结时钟寄存器更新的时间标记,让
用户知道何时发生入侵。 入侵比特位(标志寄存器中的TB1或TB2位)将立即置为1。
所以当发生入侵时,用户可以选择首先读取时间寄存器,精确确定何时发生入侵,然后读取
标志寄存器,查看触发了何种入侵条件。
在入侵寄存器中的TEB位置为0后,时钟将更新到当前的时间。
相应的TEB比特位必须一直置为“0”,以读取当前时间。
入侵检测功能在VCC供电和电池供电的情况下都可以工作。
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结论
2
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结论
随着信用卡诈骗和身份盗用事件的频发,意法半导体正在利用其最新的安全RTC系列产品,
引领敏感数据保护领域的技术潮流。
这些敏感数据通常存储在ATM或POS终端机这类设备的内部或外部存储器中。
当这些设备被入侵时,M41ST87W解决方案可以进行早期检测,在入侵者访问数据之前清除
RAM。
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版本历史
AN1879
版本历史
3
Table 1: 文档版本历史
日期
版本
2004年2月4日
1
第一版
2004年4月12日
2
重新编排格式;更新供应商SRAM信息(表1)
2004年6月3日
3
更正图纸 (Figure 1: "电路连接" )
2009年1月16日
4
重新编排文档格式;更新封面、Section 1.3: "使用外部电荷泵清除外部存储器"、Figure 1:
"电路连接"和RAM清除数据
2013年10月16日
5
去除表1(不同的供应商RAM清除数据)并更新 Section 1.4: "清除RAM数据"
变更
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