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专利号: 2014103803365
申请人: 知运保(亳州)技术开发有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-07-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.芯片加密器,其特征在于它包含加密接口(1)、检测电路(2)、电源电路(3)、JTAG接口电路(4)、数据存储器(5)、串口-USB转换电路(6)、LCD显示电路(7)、基准电路(8)和单片机(9),加密接口(1)、检测电路(2)均与单片机(9)连接,加密接口(1)与检测电路(2)连接,电源电路(3)、JTAG接口电路(4)与单片机(9)连接,数据存储器(5)、串口-USB转换电路(6)与单片机(9)连接,LCD显示电路(7)、基准电路(8)与单片机(9)连接,且基准电路(8)与检测电路(2)连接;

所述芯片加密器分为在线加密方式和批量加密方式两种工作方式;在线工作方式用串口连接PC电脑,在PC电脑上装一个用于配置相关加密参数的软件,其主要作用用于选择要加密的引脚,对地烧还是对电源烧,烧录时电压,烧录的最大电流和最小电流,选择好相关配置后,用串口线将配置的参数下载到单片机中,单片机用当前的参数执行加密操作;批量加密方式同样利用PC机将参数选择配置好,参数被下载到数据存储器里面,再加密同样配置的芯片就无需PC机,单片机从数据存储器里面调用已保存的参数执行相关脚的加密操作,实现高效率的加密芯片;

所述的加密接口(1)是由电阻一-电阻四(R1-R4)、三极管一(Q1)、MOS管一-MOS管二(Q2-Q3)、二极管一(D1)组成,电阻一(R1)的一端连接CH1-H端,其另一端与三极管一(Q1)的基极连接,三极管一(Q1)的发射极接地,三极管一(Q1)的集电极分别与电阻二(R2)的一端、MOS管一(Q2)的G极、二极管一(D1)的负极连接,电阻二(R2)的另一端、MOS管一(Q2)的D极连接电源VPP,MOS管一(Q2)的S极与MOS管二(Q3)的D极连接,其连接处为端口一(Port1),且端口一(Port1)与单片机(9)连接,MOS管二(Q3)的G极分别与二极管一(D1)的正极、电阻四(R4)的一端、电阻三(R3)的一端连接,电阻四(R4)的另一端与MOS管二(Q3)的S极连接,电阻三(R3)的另一端与CH1-L端连接;

所述的检测电路(2)是由MOS管三(Q4)、三极管二(Q5)、电阻五-电阻十六(R5-R16)、电容一-电容五(C1-C5)、二极管二-二极管六(D2-D6)、运算放大器(U1)、比较器一(U2)、比较器二(U3)组成,MOS管三(Q4)的D极连接CHECK-1端,MOS管三(Q4)的G极分别与电阻五(R5)的一端、二极管二(D2)的正极、二极管四(D4)的正极连接,电阻五(R5)的另一端连接VCC,MOS管三(Q4)的S极分别与电阻七(R7)的一端、电容一(C1)的一端、运算放大器(U1)的同相输入端连接,电阻七(R7)的另一端、电容一(C1)的另一端均接地,运算放大器(U1)的反相输入端分别与电阻六(R6)的一端、电阻八(R8)的一端连接,电阻八(R8)的另一端接地,电阻六(R6)的另一端分别与运算放大器(U1)的输出端、电阻九(R9)的一端、电阻十(R10)的一端连接,运算放大器(U1)的两个电源端分别连接VCC和-5V电源,电阻十(R10)的另一端分别与电容二(C2)的一端、比较器一(U2)的待测电压输入端连接,电容二(C2)的另一端接地,比较器一(U2)的参考电压输入端分别与电容三(C3)的负极、电阻十一(R11)的一端连接,电阻十一(R11)的另一端连接VREF-MAX端,电容三(C3)的正极、比较器一(U2)的正极电源端连接VCC,比较器一(U2)的负极电源端连接-5V电源,比较器一(U2)的输出端分别与二极管二(D2)的负极、二极管三(D3)的负极连接,二极管三(D3)的正极与电阻十二(R12)串联,且电阻十二(R12)连接VCC;电阻九(R9)的另一端分别与二极管六(D6)的负极、电容四(C4)的一端、比较器二(U3)的待测电压输入端连接,二极管六(D6)的正极分别与电阻十三(R13)的一端、三极管二(Q5)的集电极连接,电阻十三(R13)的另一端连接VCC,三极管二(Q5)的发射极接地,三极管二(Q5)的基极与电阻十六(R16)连接,且电阻十六(R16)连接START端;电容四(C4)的另一端、比较器二(U3)的正极电源端连接VCC,比较器二(U3)的参考电压输入端连接与电阻十四(R14)的一端、电容五(C5)的正极连接,电阻十四(R14)的另一端连接VREF-MIN端,比较器二(U3)的负极电源端与电容五(C5)的负极、-5V电源连接,比较器二(U3)的输出端分别与二极管四(D4)的负极、二极管五(D5)的负极连接,二极管五(D5)的正极分别与电阻十五(R15)的一端、单片机(9)的PASS端连接,电阻十五(R15)的另一端连接+3V3;MOS管三(Q4)采用ME4410MOS管;

检测电路的所有引脚都通过CHECK-1通过MOS管三(Q4)接地的,在初始化上电时加载MOS管三(Q4)栅极上为高电平,MOS管三(Q4)源极跟漏极导通,从引脚上流出的电流被送入运算放大器(U1),微弱的电流进行放大后将信号送入比较器一(U2)的反相输入端,正相输入端为VREF-MAX为经过DA转换来的参考电压,由于上面接了一个电解电容,故开始上电时比较器一(U2)的正相输入端要大于VREF-MAX设置的电压,此时以恒定的大电流持续烧,当电容充满电后比较器一(U2)正相输入端到达VREF-MAX设定值,此时反相输入端大于正向输入端输出低电平,MOS管三(Q4)栅极拉低,电路停止烧;比较器二(U3)也为比较器但是不同的是输入信号从正相端输入,参考电压是反相输入端输入由于有电容五(C5)上电时会小于参考电压,这使得比最小的电流小的仍能通过,但上电一段时间后电容五(C5)充满电电压跟参考电压相同,故小于参考电压的电流则是输出端为低,MOS管三(Q4)栅极也被拉低,电路同时停止工作,单片机(9)引脚PASS被拉低表明加密完成;

所述的电源电路(3)是由电阻十七(R17)-电阻二十七(R27)、电感(L1)、二极管七(D7)、电容六(C6)-电容七(C7)、DC/DC变换器(U4)、数字控制模拟电子开关(U5),DC/DC变换器(U4)的DRC端与电阻十八(R18)的一端连接,DC/DC变换器(U4)的IPK端分别与电阻十七(R17)的一端、电阻十八(R18)的另一端、电感(L1)的一端连接,DC/DC变换器(U4)的VCC端、电阻十七(R17)的另一端均连接VCC;电感(L1)的另一端分别与DC/DC变换器(U4)的SWC端、二极管七(D7)的正极连接,DC/DC变换器(U4)的SWE端、GND端均接地,TC端与电容六(C6)串联后接地,二极管七(D7)的负极分别与电阻十九(R19)的一端、VPP端、电容七(C7)的正极连接,电容七(C7)的负极接地,电阻十九(R19)的另一端与DC/DC变换器(U4)的CII端连接;数字控制模拟电子开关(U5)的X端、VSS端、

2.根据权利要求1所述的芯片加密器,其特征在于所述的单片机(9)为STM32103系统的单片机。

3.根据权利要求1所述的芯片加密器,其特征在于所述的JTAG接口电路(4)是由电阻二十八-电阻三十五(R28-R35)、JTAG接口芯片(CN1)组成,电阻二十八(R28)-电阻三十一(R31)的一端分别与单片机(9)的TMS端、TDC端、TDI端、TRST端连接,电阻二十八(R28)-电阻三十一(R31)的另一端连接+3V3,电阻三十二(R32)的一端连接单片机(9)的TCK端,电阻三十二(R32)的另一端接地,JTAG接口芯片(CN1)的1脚、2脚均连接+3V3,JTAG接口芯片(CN1)的3脚、5脚、7脚、9脚、13脚、15脚分别对应连接单片机(9)的TRST端、TDI端、TMS端、TCK端、TDC端、REST端,JTAG接口芯片(CN1)的11脚与电阻三十三(R33)的一端连接,电阻三十三(R33)的另一端分别与电阻三十四(R34)的一端、电阻三十五(R35)的一端连接且接地,电阻三十四(R34)的另一端、电阻三十五(R35)的另一端分别与JTAG接口芯片(CN1)的17脚、19脚连接,JTAG接口芯片(CN1)的4脚、6脚、8脚、10脚、12脚、14脚、16脚、18脚、20脚均接地。

4.根据权利要求1所述的芯片加密器,其特征在于所述的数据存储器(5)是由存储器芯片(U6)、电阻三十六(R36)和电阻三十七(R37)组成,存储器芯片(U6)的A0-A2端、GND端、WP端均接地,存储器芯片(U6)的VCC端分别与电阻三十六(R36)的一端、电阻三十七(R37)的一端、VCC连接,电阻三十六(R36)的另一端、电阻三十七(R37)的另一端分别与存储器芯片(U6)的SCL端、SDA端连接,SCL端、SDA端分别与单片机(9)的CLK-EE端、DAT-EE端连接。

5.根据权利要求1所述的芯片加密器,其特征在于所述的串口-USB转换电路(6)是由电阻三十八(R38)、二极管八(D8)、电容八-电容十一(C8-C11)、晶振(Y1)、USB插座(USB1)、USB转串口芯片(U7)组成,USB插座(USB1)的VCC端连接VCC,USB插座(USB1)的D-端、D+端分别与USB转串口芯片(U7)的VD-端、VD+端连接,USB插座(USB1)的GND端、SHELL端均接地;USB转串口芯片(U7)的V3端与电容八(C8)的一端连接,电容八(C8)的另一端与USB转串口芯片(U7)的GND端连接且接地,USB转串口芯片(U7)的TXD端连接二极管八(D8)的负极,二极管八(D8)的正极与单片机(9)的RX端连接,USB转串口芯片(U7)的RXD端与电阻三十八(R38)的一端连接,电阻三十八(R38)的另一端与单片机(9)的TX端连接,USB转串口芯片(U7)的X0端分别与晶振(Y1)的一端、电容十(C10)的一端连接,电容十(C10)的另一端与电容十一(C11)的一端连接且接地,电容十一(C11)的另一端分别与晶振(Y1)的另一端、USB转串口芯片(U7)的X1端连接,USB转串口芯片(U7)的VCC端分别与VCC、电容九(C9)的一端连接,电容九(C9)的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的芯片加密器,其特征在于所述的LCD显示电路(7)是由显示器(PL1)、电阻三十九-电阻五十二(R39-R52)组成,显示器(PL1)的2脚分别与电阻三十九(R39)的一端、VCC连接,电阻三十九(R39)的另一端分别与显示器(PL1)的3脚、电阻四十(R40)的一端连接,电阻四十(R40)的另一端与显示器(PL1)的1脚连接且接地,显示器(PL1)的4脚分别与单片机(9)的RS端、电阻五十二(R52)的一端连接,显示器(PL1)的5脚分别与单片机(9)的KW端、电阻五十一(R51)的一端连接,显示器(PL1)的6脚分别与单片机(9)的K端、电阻五十(R50)的一端连接,显示器(PL1)的7脚分别与单片机(9)的D0端、电阻四十九(R49)的一端连接,显示器(PL1)的8脚分别与单片机(9)的D1端、电阻四十八(R48)的一端连接,显示器(PL1)的9脚分别与单片机(9)的D2端、电阻四十七(R47)的一端连接,显示器(PL1)的10脚分别与单片机(9)的D3端、电阻四十六(R46)的一端连接,显示器(PL1)的11脚分别与单片机(9)的D4端、电阻四十五(R45)的一端连接,显示器(PL1)的12脚分别与单片机(9)的D5端、电阻四十四(R44)的一端连接,显示器(PL1)的13脚分别与单片机(9)的D6端、电阻四十三(R43)的一端连接,显示器(PL1)的14脚分别与单片机(9)的D7端、电阻四十二(R42)的一端连接,显示器(PL1)的15脚与电阻四十一(R41)串联,电阻四十一(R41)连接VCC,显示器(PL1)的16脚接地。