标题: EDM安全访问机制应用方案 [打印本页]
作者: 苹果也疯狂 时间: 2015-7-30 11:38 标题: EDM安全访问机制应用方案
EDM安全存取是AndesCore 内建的功能（option），应用在安全存取的控管。EDM安全存取有二种的控管方式：debug access indication和EDM access restriction.第一种控管方式（debug access indication）提供了一个sideband signal用于指示从调试器（Debug host）的请求。第二种控管方式， 控制AndesCore的input port（edm_restrict_access ）达到EDM存取的限制。更详细的内容在后续章节会有更深入的介绍。
1.EDM功能介绍
一个debug system包含一个debug host和一个target system.EDM主要的功能就是translate debug host发出的TAP指令来存取系统memory或是CPU.下图为基本的debug系统方块图。
图表1 基本的debug系统方块图
下图说明TAP 指令的种类
图表2 TAP 指令的种类
2.控制EDM存取的限制
使用EDM的访问方式会被一个sideband signal （edm_restrict_access） 所影响。当这个signal值是high,仅仅只能对EDM MISC registers做读取的动作。而想要存取CPU/System Bus/Local Memory的动作将会被封锁住并且会得到下面的结果：
读为零写忽略
不正确的JTAG instruction（JTAG ICE debugger会timeout）
下图说明EDM限制存取方块图。
图表3 EDM限制存取方块图
在启用存取限制功能后，下图说明出每个TAP指令的行为。
图表4 在启用存取限制功能后，下图说明出每个TAP指令的行为
如何实现EDM存取限制，在系统设计上有很多种实现方法，以控制edm restrict access的signal.两种基本的设计方案说明如下：
eFUSE方式使用Chip重新编程管理控制
SOC方式使用软件管理控制
hardware实现控制edm_restrict_access的示意图如下：
图表5 hardware实现控制edm_restrict_access的示意图
software实现控制edm_restrict_access的例子如下：
sethi $r2,#0x80000
ori $r2,$r2,#0x8c
sethi $r3,#0x04030
ori $r3,$r3,#0x201
swi $r3,[$r2+#0]
3.EDM 存取指示
AndesCore增加一个额外的sideband signal,xdebug_access（active-high），根据此sideband signal来决定request的host是否为EDM.而device就能根据此sideband signal决定是否要把request的data内容传回到host.
sideband signal的名称根据bus interface的类型而有所不同。对于AndesCore处理器，基本的信号名称如下所示：
AHB/AHB-Lite => hdebug_access
APB => pdebug_access
EILM => eilm_debug_access
EDLM => edlm_debug_access
3.1.debug存取识别信号控制
当debug exception发生后，CPU将进入debug mode.然后CPU将会留在debug access mode直到CPU执行到IRET instruction并且trusted_debug_exit 是处于high后CPU将离开debug access mode,反之trusted_debug_exit如果是low,CPU将会保留在debug access mode.
实现控制trusted_debug_exit信号，有二种可供选择的方式如下：
trusted_debug_exit信号总是给high
增加一个权限管理逻辑去控制trusted_debug_exit信号是high或是low权限管理逻辑方块图如下所示：
图表6 权限管理逻辑方块图
如何控制trusted_debug_exit信号时序图如下所示：
图表7 如何控制trusted_debug_exit信号时序图
如下例子说明了如何产生trusted_debug_exit控制信号的verilog code:
The code example （Verilog） of trusted_debug_exit generation is described below:
//
//--- Utilize passcode to generate trusted_debug_exit in AHB Bus Controller
//* assume zero-wait-state AHB access
…
parameter AUTH_CODE = 32'h0a0b0c0d;
…
always @（posedge hclk or negedge hreset_n） begin
if （！hreset_n） begin
passcode_reg <= 32'd0;
end
else if （passcode_wen） begin //debugger enters passcode through debug access
passcode_reg <= hwdata[31:0];
end
end
…
//validate passcode to generate trusted_debug_exit
assign trusted_debug_exit = （passcode_reg == AUTH_CODE）；
3.2.debug存取指示应用
下图说明AHB bus如何使用hdebug_access和验证逻辑来防止恶意的debug存取
图表8 AHB bus如何使用hdebug_access和验证逻辑来防止恶意的debug存取
如下verilog code说明了如何使用hdebug_access信号：
//--- Use hdebug_access to prevent malicious debug access in AHB Bus Controller
//* assume zero-wait-state AHB access
…
parameter IRRELEVANT_DATA = 32'hcafe0001;
parameter AUTH_CODE = 32'h01020304;
…
always @（posedge hclk or negedge hreset_n） begin
if （！hreset_n） begin
dbg_acc_d1 <= 1'b0;
end
else begin // data phase indication of debug access
dbg_acc_d1 <= hdebug_access;
end
end
…
always @（posedge hclk or negedge hreset_n） begin
if （！hreset_n） begin
passcode_reg <= 32'd0;
end
else if （passcode_wen） begin //debugger enters passcode through debug access
passcode_reg <= hwdata[31:0];
end
end
…
//validate passcode to check authentication
assign auth_check_fail = （passcode_reg != AUTH_CODE）；
//return irrelevant data if the authentication check of debug access fails
assign hrdata_out = {32{data_read_en}} &
（（dbg_acc_d1 & auth_check_fail） IRRELEVANT_DATA : normal_data_out）；
4.实际的应用
用户经由上面的介绍完成了权限管理逻辑后，并且挂在AndesCoreTMAHB bus上，再经由仿真器（Cadence）仿真此权限管理逻辑的行为，如下面几张图所示：
edm_restrict_access信号控制
下图说明由sw code把edm_restrict_access signal disable
图表9 由sw code把edm_restrict_access signal disable
trusted_debug_exit信号控制
图表10 经由debug access把trusted_debug_exit signal设定成high
debug_access信号
下图说明经由debug host来做存取时，debug_access signal会从low变成high
图表11 经由debug host来做存取时，debug_access signal会从low变成high
下图说明经由执行IRTE instruction时，debug_access signal会从high变成low
图表12 经由执行IRTE instruction时，debug_access signal会从high变成low
5. 结语
EDM安全存取是AndesCoreTM保护周边装置内容不被窃取的功能，也因为越来越多客户使用到此功能，所以撰写此技术文章让客户更能进一步了解到此功能的用途，让客户能够很快速的上手，并且使用EDM安全存取是一件愉快与简单的工作。
| 欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/) |
Powered by Discuz! 7.0.0 |
