[發明專利]eFlash存儲器實現OTP的裝置、方法及OTP存儲器

有效

• 申請號: 201911423355.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111159071B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 何雅乾;朱建銀
• 申請（專利權）人: 江蘇科大亨芯半導體技術有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 張榮

本發明公開了一種片上系統eFlash存儲器實現OTP的裝置、方法及OTP存儲器，該裝置包括直接訪存模塊，對eFlash存儲器內信息存儲區讀、寫和擦除操作；寄存器，暫存寫入的OTP數據；總線接口模塊，連接系統總線；當系統總線有讀OTP請求時，總線接口模塊返回寄存器中存儲的OTP數據；當系統總線有寫OTP請求時，總線接口模塊將系統總線上的寫數據與寄存器中的OTP數據做或運算后寫入寄存器，并通知直接訪存模塊有eFlash更新請求；直接訪存模塊收到更新請求后，擦除信息存儲區的數據，將更新后的OTP數據寫入信息存儲區。本發明使用eFlash達到了OTP存儲器的效果，相較于使用特殊物理器件實現的OTP節約了成本，更接近于物理器件實現的OTP，同時使用更簡單，更安全，節約存儲空間。

技術領域

本發明涉及IC設計技術領域，具體涉及一種在片上系統芯片上使用eFlash存儲器實現OTP的裝置、方法及OTP存儲器。

背景技術

eFlash(embedded?Flash)存儲器，即嵌入式閃存存儲器，是掉電非易失型存儲器的一種。其特點是可以多次擦寫，并且掉電后，數據可以保存。

OTP(One?Time?Program)存儲器，即一次性可編程存儲器，指的存儲器中的每一位(bit)只可以被寫入一次，之后便不可以被改寫，清除的存儲器。

隨著物聯網設備的廣泛使用，設備的安全性也越來越重要。許多芯片設計廠商會在系統芯片上增加OTP用于保存設備編號，密鑰等關鍵信息。利用OTP的特性，可以實現對芯片進行編號、一機一碼等需求，反回滾防護，又可以防止信息被篡改，從而達到提高設備安全性的目的。

OTP存儲器實現方法一般是基于浮柵技術(Floating-Gate?technology)、電熔絲技術(Electric-Fuse?technology)和反熔絲技術(AntiFuse?technology)。目前，有使用專門的物理器件實現OTP存儲器，其能達到的效果是每個字(word)雖然可以被寫多次，但是已經被寫為1的位，不可以再被寫回為0，例如：可以往一個字(word)中寫0x5(二進制為0101)，此時如果再往同一個地址寫0x0(二進制為0000)，則這個字的值仍為0x5,但是如果再往同一個地址寫0xA(二進制為1010)，則這個字的值將變為0xF(二進制為1111)，如圖1舉例說明。

傳統的OTP存儲器采用特殊的電路單元實現，這帶來了授權和生產成本的上升。

Eflash可以在系統掉電后保存信息，但是其中數據可以被擦除，改寫，無法實現每一位(bit)只能被置位一次的需求。

現有技術中也有使用eFlash實現OTP的方法和裝置，但是無法做到和使用專用物理器件的OTP存儲器一致。

公開號為CN108563590A的中國專利，是基于地址保護的方法，特點是在eFlash中預定義一些地址作為OTP，系統總線寫請求的地址送來后，與預定義的地址作比對，如果相同，則屏蔽寫請求。其缺點是：

1.由于eFlash的地址對應的存儲空間為一個字(word)，該地址一旦被屏蔽，則整個字(word)內所有位(bit)無論為0還是為1，都將無法被更改。這與OTP存儲器本身的特性不符。

2.保護的地址和保護地址對應的狀態位需要單獨保存，一旦失效，則OTP空間的保護也將失效。

專公開號為CN102129486A的中國專利，是在公開號為CN108563590A專利基礎上的拓展，其做法是將屏蔽地址和狀態位也保存在eFlash中，在系統啟動時，通過軟件讀出這部分內容，配置到eFlash控制器中。其除了具備前文提到的缺點外，軟硬件協同的實現方案也拖慢了系統啟動速度，同時增加了安全風險。

發明內容