中央处理器安全测试与自修复技术研究
2022年电子技术应用第9期
周永忠1，洪 晟2，姜义初1，顾 爽3，李 雷1，刘 亮1，高欣妍3，阴宏伟2，岳天羽2
1.北京智芯微电子科技有限公司 数字芯片设计中心，北京100192； 2.北京航空航天大学 网络空间安全学院，北京100191； 3.北京航空航天大学 未来空天技术学院/高等理工学院，北京100191
摘要：中央处理器在工业控制领域起到重要作用，其正常工作是工业控制中的重要稳定运行保障。主要研究中央处理器的安全测试与自修复相关技术。从故障注入到故障测试再到自修复，对相关安全技术作了比较介绍与分类总结，包括硬软件的故障注入技术、扫描链、内建自测试、TSV等故障测试方法，以及以替代修复和容错自修复技术。最后提出中央处理器安全协同模型，对各个技术的基本原理和创新点做出归纳总结，为未来中央处理器的故障处理技术发展提供安全设计全参考，在保证安全和性能的同时降低成本和能耗，助力工控设备安全稳定运行。
中图分类号：TN409
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222712
中文引用格式：周永忠，洪晟，姜义初，等. 中央处理器安全测试与自修复技术研究[J].电子技术应用，2022，48(9)：39-43，49.
英文引用格式：Zhou Yongzhong，Hong Sheng，Jiang Yichu，et al. Research on integrated circuit safety test and repair technology[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：39-43，49.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222712
中文引用格式：周永忠，洪晟，姜义初，等. 中央处理器安全测试与自修复技术研究[J].电子技术应用，2022，48(9)：39-43，49.
英文引用格式：Zhou Yongzhong，Hong Sheng，Jiang Yichu，et al. Research on integrated circuit safety test and repair technology[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：39-43，49.
Research on integrated circuit safety test and repair technology
Zhou Yongzhong1，Hong Sheng2，Jiang Yichu1，Gu Shuang3，Li Lei1，Liu Liang1， Gao Xinyan3，Yin Hongwei2，Yue Tianyu2
1.Beijing SmartChip Microelectronics Technology Co.，Ltd.，Digital Chip Design Center，Beijing 100192，China； 2.School of Cyber Science and Technology，Beihang University，Beijing 100191，China； 3.School of Future Space Technology/Higher Institute of Technology，Beihang University，Beijing 100191，China
Abstract：Central processing unit(CPU) plays an important role in industrial control field. Its normal operation is an important security guarantee for industrial. This paper mainly studies the security test and self-repair technology of CPU. From fault injection，fault testing to self-healing，this paper compares and summarizes the related safety technologies, including hardware and software fault injection technology, scan chain, built-in self-testing, TSV and other fault testing methods, as well as alternative repair and fault-tolerant self-healing technologies. Finally, the CPU security cooperation model is proposed, and the basic principles and innovation points of each technology are summarized so as to provide safety reference for the development of CPU fault handling technology in the future, reduce cost and energy consumption while ensuring safety and performance, and help industrial control equipment operate reliably and stably.
Key words :CPU；integrated circuit；fault injection；safety test；self-repair；safety-cooperation model
0 引言
CPU(中央处理器)系统通常由板载集成电路驱动，具有微型化、标准化、通用化等一系列特点。随着工业控制对设备精密度、复杂度、安全度以及功能密度要求的日益提高，中央处理器安全技术成为工业控制芯片可靠的重要保障，因此研究其安全测试和自修复技术具有重要意义。
当前中央处理器安全测试以及测试前的故障注入成为国内外研究的重点，研究系统面对突发情况时的自修复技术有利于更好提高工控芯片的安全性。当前技术主要是致力于学科融合，应用生物等各领域的知识硬软件结合进行，但各方法都有所偏重，单独的故障处理技术无法很好地满足工业控制的安全需求。因此，有必要建立协同各方面故障处理技术的模型来指导中央处理器的安全发展方向。
本文详细内容请下载：http://www.chinaaet.com/resource/share/2000004918。
作者信息：
周永忠1，洪 晟2，姜义初1，顾 爽3，李 雷1，刘 亮1，高欣妍3，阴宏伟2，岳天羽2
(1.北京智芯微电子科技有限公司 数字芯片设计中心，北京100192；
2.北京航空航天大学 网络空间安全学院，北京100191；
3.北京航空航天大学 未来空天技术学院/高等理工学院，北京100191)
此内容为AET网站原创，未经授权禁止转载。