[發明專利]一種電源毛刺信號檢測電路及檢測方法

在審

• 申請號: 201310215260.6
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103675428A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 楊小坤;原義棟;趙東艷;張海峰;李振國
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;北京南瑞智芯微電子科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 郭振興;叢芳

技術領域

本發明涉及嵌入式系統技術領域，尤其涉及一種電源毛刺信號檢測電路及檢測方法。

背景技術

電源毛刺（power?glitch）攻擊是通過快速改變輸入到芯片的電源電壓或者地電壓，使得芯片里的某些電路單元受到影響，引起一個或者多個電路單元進入錯誤狀態，從而導致芯片處理器跳過或者根據錯誤的狀態實施錯誤的操作，進而使芯片內隱藏的安全信息逐漸的暴露出來的一種攻擊手段。現階段，隨著智能卡的廣泛應用，在信息安全領域中的信息卡成為了黑客們的重點攻擊對象。

在現有的技術中，電源毛刺檢測電路一般包括毛刺采集、運算、比較和鎖存4個環節。比較和鎖存兩個環節主要通過比較器和鎖存器來實現，而毛刺的采集和運算主要通過電阻串來實現。通過電阻串將電源電壓分壓之后和固定的基準電壓進行比較來實現檢測電源上毛刺信號的目的，當電源電壓出現毛刺并且使其瞬態值高于或者低于我們所設定的基準電壓時，比較器產生中斷報警信號。在實際的應用和芯片設計中，電源毛刺檢測電路的電壓域和被攻擊的電壓域是完全不同的。在通過電阻串采集被攻擊電壓的同時，要考慮到后面電路能否對采集后的攻擊信號進行處理，此時不可避免的就需要考慮到后面電路的實際信號輸入范圍等問題。

通過對以上現有技術的研究和實際電路應用環境的考慮，很容易發現現有技術存在以下缺點：

（1）電阻串采集電源電壓時存在直流功耗。

（2）電阻串只能采集電源上的低頻信號，對于電源上的高頻信號無法實現同比例采集。

（3）當被檢測的電源直流電壓范圍很大而不存在毛刺攻擊，例如，電池供電情況下，電源電壓從5.5v緩慢變化到2.7v時，會增大后面比較環節的設計難度。

發明內容

為了解決現有技術中電源毛刺檢測電路功耗大且檢測電路本身受被檢測電源直流電壓變化的影響的技術問題，本發明提出一種電源毛刺信號檢測電路及檢測方法。

本發明的一個方面，提供一種電源毛刺信號檢測電路，包括：電源正極、電源負極、比較器、第一電容和第二電容，

比較器的第一輸入端口通過第一電容與電源正極連接，比較器的第二輸入端口通過第二電容與電源負極連接。

該檢測電路還包括第一基準電壓、第一電阻、第二基準電壓和第二電阻，第一基準電壓通過第一電阻與比較器的第一輸入端口連接，第二基準電壓通過第二電阻與比較器的第二輸入端口連接。

該檢測電路還包括第三電容，第一電容和第二電容通過第三電容串聯。

第一輸入端口處的毛刺信號電壓為：其中，為第一輸入端口處的毛刺信號電壓；電源毛刺信號電壓；C1為第一電容的電容值，C3為第三電容的電容值。

該檢測電路還包括整形器和鎖存器，比較器通過整形器與鎖存器連接。

本發明的另一個方面，提供一種電源毛刺信號檢測方法，包括：第一電容和第二電容分別采集電源正極和電源負極的毛刺信號；

比較器通過比較第一輸入端口和第二輸入端口的電壓差獲得毛刺信號電壓。

該方法還包括：第一基準電壓和第二基準電壓分別通過第一電阻和第二電阻為比較器提供直流偏置電壓。

該方法還包括：比較器還進一步比較毛刺信號電壓與報警閾值，將比較結果發送到整形器；整形器將比較結果轉換為數字信號；鎖存器將數字信號進行鎖存，當比較結果為毛刺信號電壓大于報警閾值時，鎖存器生成中斷告警信號。

本發明的電源毛刺信號檢測電路及檢測方法，通過電容來采集電源上的毛刺信號，能夠隔離直流電壓，因此不存在直流功耗；并且，通過隔離直流電壓，使得被攻擊電源的直流電壓值發生變化對本提案的電路不會產生影響，該檢測電路使用靈活，可移植性強。

附圖說明

圖1是本發明電源毛刺信號檢測電路實施例的結構示意圖；

圖2是本發明電源毛刺信號為負向毛刺信號的示意圖；

圖3是本發明電源毛刺信號為正向毛刺信號的示意圖；

圖4是本發明電源毛刺信號檢測電路另一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明進行詳細說明。

實施例一

如圖1所示，本發明的電源毛刺信號檢測電路實施例包括：電源正極VCC、電源負極VSS、比較器COMP、第一電容C1和第二電容C2，

COMP的輸入端口A通過C1與VCC連接，比較器的輸入端口B通過C2與電源負極VSS連接。