EDM安全訪問(wèn)機(jī)制應(yīng)用方案

EDM安全存取是AndesCoreTM內(nèi)建的功能(option)，應(yīng)用在安全存取的控管。EDM安全存取有二種的控管方式：debug access indication和EDM access restriction.第一種控管方式(debug access indication)提供了一個(gè)sideband signal用于指示從調(diào)試器(Debug host)的請(qǐng)求。第二種控管方式， 控制AndesCoreTM的input port(edm_restrict_access )達(dá)到EDM存取的限制。更詳細(xì)的內(nèi)容在后續(xù)章節(jié)會(huì)有更深入的介紹。

1.EDM功能介紹

一個(gè)debug system包含一個(gè)debug host和一個(gè)target system.EDM主要的功能就是translate debug host發(fā)出的TAP指令來(lái)存取系統(tǒng)memory或是CPU.下圖為基本的debug系統(tǒng)方塊圖。

圖表1 基本的debug系統(tǒng)方塊圖

下圖說(shuō)明TAP 指令的種類(lèi)

圖表2 TAP 指令的種類(lèi)

2.控制EDM存取的限制

使用EDM的訪問(wèn)方式會(huì)被一個(gè)sideband signal (edm_restrict_access) 所影響。當(dāng)這個(gè)signal值是high,僅僅只能對(duì)EDM MISC registers做讀取的動(dòng)作。而想要存取CPU/System Bus/Local Memory的動(dòng)作將會(huì)被封鎖住并且會(huì)得到下面的結(jié)果：

讀為零寫(xiě)忽略

不正確的JTAG instruction(JTAG ICE debugger會(huì)timeout)

下圖說(shuō)明EDM限制存取方塊圖。

圖表3 EDM限制存取方塊圖

在啟用存取限制功能后，下圖說(shuō)明出每個(gè)TAP指令的行為。

圖表4 在啟用存取限制功能后，下圖說(shuō)明出每個(gè)TAP指令的行為

如何實(shí)現(xiàn)EDM存取限制，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上有很多種實(shí)現(xiàn)方法，以控制edm restrict access的signal.兩種基本的設(shè)計(jì)方案說(shuō)明如下：

eFUSE方式使用Chip重新編程管理控制

SOC方式使用軟件管理控制

hardware實(shí)現(xiàn)控制edm_restrict_access的示意圖如下：

圖表5 hardware實(shí)現(xiàn)控制edm_restrict_access的示意圖

software實(shí)現(xiàn)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

AndesCoreTM增加一個(gè)額外的sideband signal,xdebug_access(active-high)，根據(jù)此sideband signal來(lái)決定request的host是否為EDM.而device就能根據(jù)此sideband signal決定是否要把request的data內(nèi)容傳回到host.

sideband signal的名稱(chēng)根據(jù)bus interface的類(lèi)型而有所不同。對(duì)于AndesCoreTM處理器，基本的信號(hào)名稱(chēng)如下所示：

AHB/AHB-Lite => hdebug_access

APB => pdebug_access

EILM => eilm_debug_access

EDLM => edlm_debug_access

3.1.debug存取識(shí)別信號(hào)控制

當(dāng)debug exception發(fā)生后，CPU將進(jìn)入debug mode.然后CPU將會(huì)留在debug access mode直到CPU執(zhí)行到IRET instruction并且trusted_debug_exit 是處于high后CPU將離開(kāi)debug access mode,反之trusted_debug_exit如果是low,CPU將會(huì)保留在debug access mode.

實(shí)現(xiàn)控制trusted_debug_exit信號(hào)，有二種可供選擇的方式如下：

trusted_debug_exit信號(hào)總是給high

增加一個(gè)權(quán)限管理邏輯去控制trusted_debug_exit信號(hào)是high或是low權(quán)限管理邏輯方塊圖如下所示：

圖表6 權(quán)限管理邏輯方塊圖

如何控制trusted_debug_exit信號(hào)時(shí)序圖如下所示：

圖表7 如何控制trusted_debug_exit信號(hào)時(shí)序圖

如下例子說(shuō)明了如何產(chǎn)生trusted_debug_exit控制信號(hào)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存取指示應(yīng)用

下圖說(shuō)明AHB bus如何使用hdebug_access和驗(yàn)證邏輯來(lái)防止惡意的debug存取

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