一种防止模拟芯片被逆向分析的电路及方法与流程

本发明属于芯片安全领域，尤其涉及一种防止模拟芯片被逆向分析的电路及方法。

背景技术：

1、随着信息技术的发展和芯片国产化替代浪潮的不断攀升，模拟芯片，尤其是高性能模拟芯片，在市场中占据着越来越重要的地位。模拟芯片本身的特点决定了芯片的面积和规模都比较小，因此，通过芯片逆向分析工程，可以提取版图和电路图，达到对芯片分析的目的。少数公司滥用芯片逆向分析技术，对市售芯片进行分析和仿制。

2、目前市场上没有专门的模拟芯片防逆向方案，这片基本属于空白领域。一般实现中，控制逻辑通过简单的信号线去使能模拟电路，但是这种信号线在版图上非常易于识别，起不到防逆向的作用。

3、因此，芯片被逆向分析的安全问题，亟待解决。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对芯片被逆向分析，存在安全隐患的问题，提出一种防止模拟芯片被逆向分析的电路及方法。在基础模拟电路中加入冗余，通过数字电路控制冗余开关，同时采用数字电路冗余技术和自动布局布线技术，将控制逻辑隐藏于数字版图中。由于数字版图难以通过逆向提取出电路图和逻辑关系，即使模拟部分版图被逆向，由于基础模块存在大量冗余而偏离目标值，影响了正常的功能和性能，使得逆向的电路无法实际使用。

2、本发明的技术方案是：

3、本发明提供一种防止模拟芯片被逆向分析的电路，包括：

4、带开关控制的数字电路，包括数字逻辑电路和开关控制电路，所述数字逻辑电路用于控制开关控制电路，以驱动模拟电路中开关组合的通断；

5、带冗余的模拟电路，由模拟电路器件阵列和开关组合构成，所述开关组合接收开关控制电路的控制信号，控制所述阵列中模拟电路器件的接入状态，使得串并联关系发生变化；

6、当模拟电路器件阵列的接入状态与预设目标值一致时，电路正常工作；

7、否则，模拟电路器件阵列的其余接入状态使得电路行为偏离设计预期，电路处于非正常工作状态。

8、进一步地，所述模拟电路器件阵列包括电阻阵列，电容阵列和/或电流源阵列中的一种或多种组合。

9、进一步地，所述模拟电路器件阵列采用电阻阵列，阵列中各电阻分别通过开关串联或者并联组成若干种等效电阻网络：

10、串联阵列，包括若干个串联电阻以及与各电阻匹配的开关组，各开关组均为一对互相取反的开关，当一个接通时，另一个断开；其中一种状态电阻被连接到电阻网络中，另一个状态电阻被跳过；

11、并联阵列，包括若干个并联电阻以及与各电阻串联的单个开关，当开关接通时，对应的电阻被并联进电阻网络；当开关断开时，对应的电阻被断出电阻网络。

12、进一步地，模拟电路器件阵列采用电容阵列，阵列中各电容分别通过开关串联或者并联组成若干种等效电容网络：

13、串联阵列，包括若干个串联电容以及与各电容匹配的开关组，各开关组均为一对互相取反的开关，当一个接通时，另一个断开；其中一种状态电容被连接到电容网络中，另一个状态电容被跳过；

14、并联阵列，包括若干个并联电容以及与各电容串联的单个开关，当开关接通时，对应的电容被并联进电容网络；当开关断开时，对应的电容被断出电容网络。

15、进一步地，所述模拟电路器件阵列采用电流源阵列，阵列中各电流源分别通过开关并联组成若干种等效电流源；

16、当并联开关接通时，电流源被并联进电流源网络；

17、当并联开关断开时，电流源被断出电流源网络。

18、进一步地，所述模拟电路器件阵列采用rc延时电路，电阻部分采用电阻阵列，电容部分采用电容阵列。

19、进一步地，通过自动布局布线技术将数字逻辑电路、开关控制电路以及芯片本体数字电路混合，使得开关控制电路埋藏在数字逻辑电路和芯片本体数字电路中。

20、进一步地，所述开关控制电路采用数字冗余逻辑实现，包括或逻辑、与逻辑、异或逻辑以及同或逻辑。

21、进一步地，所述数字冗余逻辑用于将数字控制开关从接固定电平变成逻辑运算，包括：

22、当信号和信号的反相进行或逻辑运算，得到结果为恒1；

23、当信号和信号的反相进行与逻辑运算，得到结果为恒0；

24、当信号和信号的反相进行异或逻辑运算，得到结果为恒1；

25、当信号和信号的反相进行同或逻辑运算，得到结果为恒0。

26、一种防止模拟芯片被逆向分析的电路所采用的方法，该方法包括以下步骤：

27、当模拟电路器件阵列的接入状态与预设目标值一致时，电路正常工作；

28、否则，模拟电路器件阵列的其余接入状态使得电路行为偏离设计预期,电路处于非正常工作状态。

29、本发明的有益效果：

30、本发明由带冗余的模拟电路和带开关控制的数字电路组成，具有以下优点：

31、1、带冗余的模拟电路由器件阵列组成，并由开关控制。通过预设的开关组合，将器件阵列调整到目标值，此时电路可以正常工作。当器件阵列未被调整到目标值时，冗余电路会干扰正常模拟电路的性能和功能，使得电路行为偏离设计预期。

32、2、带开关控制的数字电路由数字逻辑电路和开关控制电路组成。通过自动布局布线技术将数字逻辑电路、开关控制电路以及芯片本体数字电路混合，将开关控制电路埋藏在数字逻辑电路和芯片本体数字电路中，使得数字版图逆向分析非常困难。

33、3、开关控制电路采用数字冗余逻辑实现，而不是直接连接到逻辑信号，进一步加大了数字控制信号被逆向分析的难度。

34、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述模拟电路器件阵列包括电阻阵列，电容阵列和/或电流源阵列中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1或2所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述模拟电路器件阵列采用电阻阵列，阵列中各电阻分别通过开关串联或者并联组成若干种等效电阻网络：

4.根据权利要求1或2所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述模拟电路器件阵列采用电容阵列，阵列中各电容分别通过开关串联或者并联组成若干种等效电容网络：

5.根据权利要求1或2所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述模拟电路器件阵列采用电流源阵列，阵列中各电流源分别通过开关并联组成若干种等效电流源；

6.根据权利要求1或2所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述模拟电路器件阵列采用rc延时电路，电阻部分采用电阻阵列，电容部分采用电容阵列。

7.根据权利要求1或2所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，通过自动布局布线技术将数字逻辑电路、开关控制电路以及芯片本体数字电路混合，使得开关控制电路埋藏在数字逻辑电路和芯片本体数字电路中。

8.根据权利要求1所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述开关控制电路采用数字冗余逻辑实现，包括或逻辑、与逻辑、异或逻辑以及同或逻辑。

9.根据权利要求8所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，所述数字冗余逻辑用于将数字控制开关从接固定电平变成逻辑运算，包括：

10.一种防止模拟芯片被逆向分析的方法，应用权利要求1-9任意一项所述的防止模拟芯片被逆向分析的电路，其特征在于，该方法包括以下步骤：

技术总结
本发明提出一种防止模拟芯片被逆向分析的电路及方法，包括带开关控制的数字电路和带冗余的模拟电路，模拟电路的开关组合接收数字电路的开关控制电路发出的控制信号，控制模拟电路的阵列中模拟电路器件的接入状态，使得串并联关系发生变化；当模拟电路器件阵列的接入状态与预设目标值一致时，电路正常工作；否则，模拟电路器件阵列的其余接入状态使得电路行为偏离设计预期，电路处于非正常工作状态。因此，当模拟部分版图被逆向时，由于存在大量冗余而偏离目标值，影响了正常的功能和性能，使得逆向的电路无法实际使用，有效保障了芯片的安全性。

技术研发人员：朱柯嘉,何捷,胡伟
受保护的技术使用者：共模半导体技术（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11