防止处理器内的编程信息被窃的保护装置的制作方法

本发明涉及一种电路保护装置，特别涉及一种可有效防止储存在电路微处理器中的编程软件被盗的保护装置。

背景技术

随着电子信息技术的发展，电子产品在各个应用领域已经广泛应用，电子产品的设计和生产厂商也越来越多，因此为确保一款创新产品在市场竞争中取得竞争优势，需要设计电子产品的保护装置。

通常，经研发人员长期研究开发出来的产品，其核心控制技术多为新的程序编码，而这些核心控制技术都必须灌制在电子产品的处理器以实现对相关硬件的控制，而随着行业专业人员的知识水平和操作技能的提高，当一款新技术产品推出后，很快就会被部分投机分子仿制，继而以非法手段扰乱市场，打击了潜心钻研和遵纪守法的科技人员一心钻研的积极性，严重破坏相关产品公平竞争的市场机制。

现有的防拆检测装置基本上是通过设置光电信号、电阻值变化或机械压力变化的信号采集方式制作相应的防拆检测装置，但此类装置当仿制投机分子经多次试验，即可绕过防拆检测装置安装空间，直接对微处理器所在位置进行解剖，从而通过专业技术读取储存在微处理器中的相关软件编码程序。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种根据气压信号变化判断产品是否被人为解剖的可有效防止处理器内的编程信息被窃的保护装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的防止处理器内的编程信息被窃的保护装置，包括含有需要被保护的主控微处理器在内的控制电路板，其特征在于：所述控制电路板安装在气压小于或大于标准大气压且为密闭结构的密压腔内，在该密压腔的腔壁上设有将所述控制电路板与密压腔外的相关电路进行供电和信号连接的连接装置以及单向抽气接口，在所述密压腔内设有随机检测该密压腔内实时气压信息的气压采集模块，该气压采集模块的检测端置于密压腔内的气体环境中，气压采集模块的信号输出端连接至自毁电路；当所述实时气压信息出现异常后，由自毁电路向所述主控微处理器发出烧毁该主控微处理器的击穿电压。

所述气压采集模块由集成为一体的气压传感器和模数转换模块构成，气压传感器将采集到的所述实时气压信息由模数转换模块传送给mcu控制器；

所述自毁电路由所述mcu控制器、升压模块和开关电路构成，其中，

mcu控制器，将收到的实时气压信息与储存在该mcu控制器中的气压范围设定值进行比对，当检测到的实时气压信息异常,经复检确认后，向开关电路发出启动开关电路动作的指令，所述复检是指该mcu控制器在设定的时间内再检测至少一次所述实时气压信息；

升压模块，将产生所述击穿电压的电源或由锂电池的直流低电压升至所述击穿电压的高电压连接至开关电路；

开关电路，收到mcu控制器发出的所述启动开关电路动作的指令，将升压模块输出的所述击穿电压加至所述主控微处理器的芯片工作电压端与地端之间。

所述随机检测中相邻的两次检测之间的时间间隔在0.01毫秒至20分钟范围内随机变化。

密压腔内的气压设定值在0.1至1.8个标准大气压范围内人为随机设定，所述气压范围设定值为[气压设定值(1±20％)]。

所述气压采集模块，采用型号为4525d0的气压采集芯片，气压采集芯片的第“1”脚接地端，其第“2”脚接供电电压端，其第“5脚”为该气压采集模块中的气压传感器的检测端；其第“3”脚和第“4”脚为该气压采集模块中的模数转换模块的输出端，其分别接于mcu控制器中的控制芯片的第“39”脚和第“38”脚。

所述mcu控制器中的控制芯片采用型号为st32f103rbt6的控制芯片，由其第“38”脚和第“39”脚组成的i2c接口读取密压腔中的所述实时气压信息，由该控制芯片的第“26”脚向开关电路中的mos管的栅极输出启动电压，以使该mos管导通。

所述升压模块由型号为hm1548b的升压芯片、锂电池、整流二极管d1、电感l1和多个电阻电容组成，升压芯片的第“5”脚与锂电池的正极相接，其第“1”脚接于整流二极管的正端，电感跨接于升压芯片的第“1”脚与第“5”脚之间；整流二极管的负端输出直流24v电压，其一路接于开关电路，一路通过发光二极管和电阻r9接地；锂电池通过连接器j8与外接的充电模块相接。

所述开关电路由所述mos管、所述继电器和高压输出连接器构成，mos管的栅极通过电阻r14接于所述控制芯片的第“26”脚，mos管的源极接于工作电压端，mos管的漏极接于继电器的线圈控制端；继电器的静触点接于所述升压模块的直流24v电压输出端，继电器的动触点接于所述高压输出连接器，该高压输出连接器接于所述主控处理器的芯片工作电压端。

所述mos管为型号是st2323的p型mos管。

与现有技术相比，本发明采用将相关产品的控制电路板封闭在具有负压或正压的容器中的技术方案，再通过本发明的保护装置，可有效防止非法解剖者盗取设置在控制电路板微处理器中的编程软件信息。当非法解剖者打开封装控制电路板的容器瞬间，本发明保护装置中的自毁电路即刻将所述微处理器击穿烧毁。

附图说明

图1为本发明的保护装置的控制流程方框图。

图2为本发明的气压采集模块的电路原理图。

图3为本发明的mcu控制器的电路原理图。

图4为本发明的升压模块的电路原理图。

图5为本发明的开关电路的电路原理图。

附图标记如下：

具体实施方式

本发明的防止处理器内的编程信息被窃的保护装置与待保护产品的含有主控微处理器(所述待保护是指对该主控微处理器进行保护，以防止盗版者盗窃存储在该主控微处理器中的相关软件程序)的控制电路板一起封装在一个密闭的容器内(容器可采用金属壳体、塑胶壳体或其它可防止空气泄漏的材料制作)，产品开始使用时，由产品生产厂家或销售商将该容器内的气压抽吸或充气至一个随机确定的气压设定值，使其形成一个仅设定者知道其内气体压力的密压腔，该气压设定值小于或大于一个标准大气压。

密压腔的容器壳体(也称密压腔的腔壁)上设置用于壳体内外电子部件电连接的电源和信号连接装置以及单向抽气接口，密压腔内设置气压采集模块和自毁电路。

1、连接装置

采用公母插接的连接器或其它的电信号连接电路，通过该连接装置可使密压腔内的控制电路板和相关电子部件与容器外的供电电源、信号收发装置等进行供电和信号连接。

2、单向抽气接口

是在产品售出或使用时，通过抽气或充气部件将容器内的部分气体抽出或充入部分气体，为了防止在运输过程中产品因颠簸导致容器内的气压变化使本发明的保护装置产生动作，也可以在运输过程中不对密压腔内进行抽气或充气。

3、气压采集模块

在相关产品使用过程中，其对密压腔内的气体压力进行随机检测，并将密压腔内的实时气压信息(即检测时，密压腔内的实际气体压力值)传给自毁电路。

气压采集模块由集成为一体的气压传感器和模数转换模块构成，其采用型号为4525d0的气压采集芯片。

该气压采集模块中的气压传感器将采集到的所述实时气压信息由模数转换模块传送给自毁电路中的mcu控制器。

如图2所示，气压采集模块气压采集芯片的第“1”脚接地端，其第“2”脚接供电电压端，其第“5脚”为所述气压传感器的检测端；第“3”脚和第“4”脚为所述模数转换模块的输出端，其分别接于mcu控制器中的控制芯片的第“39”脚和第“38”脚。

气压采集芯片由其第“5脚”将读取的密压腔中的实时气压信息通过该芯片的第“3”脚(sda端)和第“4”脚(scl端)分别传输至mcu控制器的第“39”脚和第“38”脚。

scl/sda为i2c总线的信号线，其中，sda为双向数据线，scl为时钟线。

所述随机检测中相邻的两次检测之间的时间间隔在0.01毫秒至20分钟范围内随机变化。通常，两次检测之间的最大时间间隔要小于盗窃者从打开该密压腔至开始读取储存在所述主控微处理器中的软件资料之间的时间间隔。

气压传感器的检测端置于密压腔内的气体环境中，气压传感器的信号输出端连接至自毁电路。

通常，密压腔在相关产品使用时，其内的气压设定值在0.1至1.8个标准大气压之间由产品厂家或销售方随机设定。该设定方式可有效防止非法解剖者知悉密压腔内的实际气压，从而避免其将该相关产品整体放置在其知悉的压力环境下进行解剖并盗取需保护的微处理器中的软件程序。

4、保护原理

如图1所示，气压采集模块中的气压传感器随机检测密压腔内的实时气压信息，当该气压数据出现异常(异常是指检测的密压腔的实测气压值超出预先设置在自毁电路中的气压范围设定值，即大于该气压范围的上限值或小于该气压范围的下限值)或者出现异常再经复检确认后，由自毁电路向所述主控微处理器发出烧毁该主控微处理器的击穿电压。所述气压范围设定值为：气压设定值±气压设定值×20％，复检确认可以是一次或多次，所述击穿电压为大于可将主控微处理器烧毁的电压，其电压值可为5至50v的任意电源。

5、自毁电路

由mcu控制器、升压模块和开关电路构成。

1)mcu控制器，将收到的实时气压信息与储存在该mcu控制器中的气压范围设定值进行比对，当检测到的实时气压信息出现异常并经复检确认后，向开关电路发出启动自毁动作的指令。

所述复检是指该mcu控制器在接收到异常信号后的0.01毫秒至500毫秒时间内，再检测所述气压传感器的信号，当再检信号或多次再检信号仍为异常时，则断定密压腔内的气压确实出现异常，以防误操作。本发明复检采用追加一次或多次再检信号。

如图3所示，mcu控制器中的控制芯片采用型号为st32f103rbt6的控制芯片，由其第“38”脚和第“39”脚组成的i2c接口读取密压腔中的所述实时气压信息，由该控制芯片的第“26”脚向开关电路中的mos管的栅极输出启动电压，以使该mos管导通。

本发明中，控制芯片通过第“26”脚向开关电路中的mos管的栅极输出高电平，使开关电路中的继电器得电闭合。

2)升压模块，将锂电池的4.2v电压升压至直流24v并送往开关电路。

该升压模块也可以为：可烧毁受保护的所述主控微处理器的电池电源或密压腔外引入的可烧毁受保护的所述主控微处理器的电源。

如图4所示，本发明的升压模块优选以下结构：

所述升压模块由型号为hm1548b的升压芯片、锂电池、整流二极管d1、电感l1和多个电阻电容组成，升压芯片的第“5”脚与锂电池的正极相接，其第“1”脚接于整流二极管的正端，电感跨接于升压芯片的第“1”脚与第“5”脚之间；整流二极管的负端输出直流24v电压，其一路接于开关电路中的继电器的静触点(即第“4”脚)，一路通过发光二极管和电阻r9接地；锂电池通过连接器j8与外接的充电模块相接。

3)开关电路，收到mcu控制器发出的所述指令，闭合开关电路并将升压模块输出的直流24v电压加至受保护的所述主控微处理器的芯片工作电压端与地端之间。

如图5所示，本发明的开关电路优选以下结构：

开关电路由型号是st2323的pmos管的所述mos管、型号为srd-03vdc-sl-c的所述继电器和高压输出连接器构成，mos管的栅极通过电阻r14接于所述控制芯片的第“26”脚，mos管的源极接于工作电压端，mos管的漏极接于继电器的线圈控制端(即第“1”脚)；继电器的动触点(即其第“第2”脚)通过所述高压输出连接器与受保护的所述主控处理器的芯片工作电压端相接。

当高压输出连接器输出直流24v时，被保护的处理器芯片即会被高压烧毁，从而避免存储在该处理器芯片中的编程信息外泄，本发明的高压输出也可以是：能够使被保护的处理器芯片烧毁的任何电压。