一种可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术制造技术

本发明专利技术涉及一种集成器件引脚属性判别技术，特别涉及一种可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术；该可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术首先采用静态观察法判别出部分输出引脚，然后采用动态测试法判别出剩余的输出引脚，最后再采用动态测试法将输入引脚和无用引脚区分开，在采用动态测试法判别剩余的输出引脚时采用了搏动感知接口，搏动感知接口含有ｍ个两输入异或门、ｍ个触发器和上电复位电路，每一个两输入异或门的输入端并接在可编程逻辑器件每一个引脚上电阻的两端，其输出端与每一个触发器的置位端连接，上电复位电路的输出端与每一个触发器的复位端连接；本发明专利技术提供了一种判别准确、效率高的可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成器件引脚属性判别技术，特别涉 及一种可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术。(二)
技术介绍
现代可编程逻辑器件(PLD)由设计者自行编程配置 可实现的逻辑功能日趋复杂，加之所具有的可加密特性，使得可编程逻辑器件 在各种电子产品中的应用越来越广泛。可编程逻辑器件规模越来越大，内部结 构越来越复杂，由设计工程师自行编程配置可实现的逻辑功能和引脚属性更加 灵活，对该类芯片故障的诊断特别是测试诊断程序的开发难度越来越大，采用 完全穷举遍历的方法完成PLD引脚属性的判别，时间复杂度随引脚数目变化呈 指数级增长(特别是引脚数高于32脚时)，难以满足实际工作的需要。而引脚属性判别又是可编程逻辑器件逆向分析和芯片故障诊断的基础，这就需要解决 可编程逻辑器件引脚属性的快速判别问题，实现逻辑器件引脚属性判别的工程 化问题。(三) 、
技术实现思路
-本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种判别准确、效 率高的可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术，为发现和消除可编程逻辑器件 的设计缺陷和攻击漏洞提供帮助，为带有该类可编程逻辑器件电子装备的诊断 程序的开发提供强有力的支持。 本专利技术的技术方案-一种可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术，首先采用静态观察法判别出 部分输出引脚，然后采用动态测试法判别出剩余的输出引脚，最后再采用动态 测试法将输入引脚和无用引脚区分开。根据数字电路理论可知，当被考査的可编程逻辑器件被供电后，在其输入 引脚上不施加任何电平信号的情况下，部分输出引脚仍会输出固定电平信号(非 三态控制输出引脚)，即表现出输出引脚的特性；同样，带三态控制的门电路当三态控制输入端的条件不满足时，在三态控制的门电路输出端仍然会观察到一 电平信号输出。根据以上特性可以采用静态观察法判别出部分输出引脚，判别 过程如下a. 首先断开可编程逻辑器件中所有引脚上的信号连接，然后在电源脚和地 脚之间加电；b. 依次测量除电源脚和地脚之外的各功能引脚上的输出信号；c. 如功能引脚有固定电平输出，则该功能引脚为输出引脚。静态观察法可以准确地通过芯片引脚是否有电平输出来判定该引脚是否为 输出。而对于那些拥有三态控制输出的引脚来说，当三态门开启条件不满足时， 输出引脚的特性将难以通过静态观察法来判定，需采用动态测试法来判定。动 态测试法在静态观察法之后实施，可以减少动态测试的工作量，动态测试法主 要任务是完成剩余未知属性引脚的判别。动态测试法判定引脚属性主要分为两个阶段剩余的输出引脚的判别和输 入引脚与无用引脚的区分。采用动态测试法判别剩余的输出引脚的过程如下d. 首先断开可编程逻辑器件中所有引脚上的信号连接；e. 除了采用所述静态观察法判别出的引脚、电源脚和地脚之外的引脚为未 判剩余功能引脚，使所述每一个未判剩余功能引脚与一个电阻的一端连 接，并在该电阻的两端并接搏动感知接口；f. 在电源脚和地脚之间加电，在所述每一个电阻的另一端加电平信号，与 各电阻对应的所有电平信号按照所有可能的组合方式一次一次施加，同 时观察搏动感知接口的输出信号；g. 如果在施加电平信号的过程中，搏动感知接口的某一输出信号曾发生改 变，则与该输出信号对应的未判剩余功能引脚为输出引脚，如果在施加 电平信号的过程结束后，搏动感知接口的某一输出信号从来没有改变过， 则与该输出信号对应的未判剩余功能引脚为输入引脚或无用引脚。搏动感知接口含有m个两输入异或门、m个触发器和上电复位电路，m为 大于等于1的自然数，m与所述未判剩余功能引脚的数量相等，每一个两输入异或门的输入端并接在所述每一个电阻的两端，其输出端与每一个触发器的置 位端连接，上电复位电路的输出端与每一个触发器的复位端连接，每一个触发 器的输出端组成搏动感知接口的输出端。由于采用动态测试法判别引脚属性的时间很长，其时间复杂度随引脚的数目呈指数倍增长。在动态测试判定过程中，假定待判别引脚属性的引脚数为n， 则可推算出动态测试判别的时间复杂度为^^"x2")，判别所花时间较长。为加 速引脚属性判别速度，减少不必要的冗余遍历，在采用动态测试法判别剩余的 输出引脚时采用了搏动感知接口 。动态测试向量经隔离电阻后输入到可编程逻辑器件的各个未判剩余功能引 脚，如果动态测试向量正好开启了可编程逻辑器件某些输出引脚的三态控制机 制，则这些未判别的引脚必然表现出输出特征，当这些输出引脚的电平值和测 试向量对应分量不相等时，在电阻两端表现为不同电平，将产生电平搏动，搏 动感知接口读取感知向量与测试输入向量进行比较，对应位不同者可判明为输 出引脚。搏动感知接口上电初始化后触发器的输出端输出低电平，若通过电阻给可 编程逻辑器件的某一引脚INo输入高电平，而该引脚恰好为输出引脚并且其输出 三态控制门被打开并输出低电平，则在IN。引脚处输出低电平，从而使异或门的 输出为高电平，该高电平连接到触发器的置位端，使触发器输出端输出高电平， 即表明INo是输出引脚。同样，若通过电阻给INo输入的电平为低，而该引脚恰 好为输出引脚且其输出三态控制门被打开并输出高电平，则触发器的输出端同 样呈现高电平，即表示INo引脚同样是输出引脚。采用搏动感知接口后，将传统单个引脚属性假设判定方法转化为将所有引 脚组合优化为一个向量来同时考査， 一旦电阻阵列两端电平出现搏动便可判明 对应引脚属性为输出。采用搏动感知接口后判别的时间复杂度小于0(2"_"")，和 一般动态测试算法的时间复杂度G("")相比，加速比为^x")倍，其中，n为 芯片引脚数，m为静态观察已确定的输出引脚数。不采用搏动感知接口时，用动态测试法判别剩余的输出引脚的过程如下dl.首先断开可编程逻辑器件中所有引脚上的信号连接，然后在电源脚和地脚之间加电；el.除了采用所述静态观察法判别出的引脚、电源脚和地脚之外的引脚为未 判剩余功能引脚，测量任一个未判剩余功能引脚的输出信号，同时在其 余未判剩余功能引脚上以所有可能的组合方式一次一次施加电平信号；fl.如在施加电平信号的操作过程中该未判剩余功能引脚曾经输出电平信 号，则其为输出引脚，如在施加电平信号的操作过程结束后该未判剩余 功能引脚从未输出过电平信号，则该未判剩余功能引脚为输入引脚或无 用引脚；gl.换一个未判剩余功能引脚，继续过程el和fl，对每一个未判剩余功能引脚一一判别，直到判别完所有的未判剩余功能引脚。 所有的输出引脚都判别出以后，就可进行输入引脚和无用引脚的区分，采 用动态测试法将输入引脚和无用引脚区分开的过程如下h. 首先断开可编程逻辑器件中所有引脚上的信号连接，然后在电源脚和地 脚之间加电；i. 除了采用所述静态观察法和动态测试法判别出的输出引脚、电源脚和地 脚之外的引脚为未判输入/无用引脚，在任一个未判输入/无用弓I脚上施加 一个固定电平信号，记录下所有输出引脚的输出信号Oi，然后再在该未 判输入/无用引脚上施加一个与原来反向的电平信号，再记录下所有输出 弓I脚的输出信号-Oi，在以上的操作过程中其余未判输入/无用引脚上的电 平信号为按照所有可能的组合方式施加的其中一种；j.观察Oi和-Oi是否相同，如不相同，该未判输入/无用引脚为输入引脚， 如相同，继续按照所有可能的组合方式更换其余未判输入/无用引脚上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编程逻辑器件引脚属性快速判别技术，其特征是：首先采用静态观察法判别出部分输出引脚，然后采用动态测试法判别出剩余的输出引脚，最后再采用动态测试法将输入引脚和无用引脚区分开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李清宝，曾光裕，徐冰，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]