[发明专利]一种基于MCU的FPGA产权保护和远程更新系统及其方法

说明书

本发明涉及一种基于MCU的FPGA产权保护和远程更新系统及其方法，属于FPGA领域。本发明主要包括FPGA、PC、MCU、EPCS四大部分组成；PC软件根据MCU的UID通过约定的MD5算法参数计算出密钥以及地址，并把密钥烧写到MCU自身FLASH中,同样，MCU也会产生一组密钥储存在EPCS中，留给FPGA使用，每套系统的密钥都是根据MCU的UID计算出的，保证每一套系统的唯一性；启动后，MCU读取自身UID并根据约定的MD5算法参数计算出密钥储存地址，完成自身校验，FPGA由MCU做主控完成自身校验，并通过UART完成进一步的校验，一旦检验失败，MCU端首先擦除EPCS，然后擦除自身FLASH，FPGA端也会擦除EPCS。

技术领域

本发明涉及一种基于MCU的FPGA产权保护和远程更新系统及其方法，属于FPGA领域。

背景技术

FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件件门电路数有限的缺，FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚；FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一；FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。

目前，市场上有三种基本的FPGA编程技术：SRAM、反熔丝、FLASH。其中SRAM是迄今为止应用范围最广的构架，主要是因为它速度快且具有可重编程能力，而

反熔丝的FPGA只具有一次可编程能力。FLASH型FPGA虽然不需要配置芯片、抗干扰能力强、保密性好等优点，但是价格比较昂贵。

基于FPGA上电时需要将外部芯片中的配置数据读入SRAM中，配置完成后才可以进入工作状态，以目前的科技，只要检测FPGA加载管脚的数据流动就可以完成产品的复制，或者可以直接读取外部配置芯片的数据。由于盗版现象每年使设计者遭受巨大的损失，除了经济损失外，应用在军工、航天等特殊场合的FPGA设计一旦被破解，造成的后果无法估量，所以对FPGA的知识产权的保护越来越重要。

目前FPGA的产权保护方案大致分为直接加密法和鉴权法，其中直接加密法就是把配置文件全部加密，上电配置时解密。只适用于特定的型号，而且其价格比较昂贵；鉴权法适用于对价格比较敏感的用户，应用广泛。以基于公司推出的一种加密芯片的鉴权法为例,其方案流程为产权保护程序启动后产生随机数,并通过一协议将该随机数发送给加密芯片模块加密芯片模块根据随机数、事先协商好的密钥等数据通过诸如一算法等加密算法得到唯一的信息认证码值，并同样经由一协议回传给。产权保护程序将加密芯片模块得出的值与本地按相同数据相同算法得到的值进行匹配，若两者一致，则判定程序运行在授权环境下，认证成功，进入正常工作状态,反之,认证失败,进入非正常工作状态。

STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex-M3。而且每个STM32芯片在出厂时都具有一个全球唯一的ID，其内部的FLASH可以用来存储密钥，ST自带了加密设置，此外STM32成本低，适用于FPGA加密以及远程更新。

发明内容

本发明的目的是实现一种基于MCU的FPGA产权保护及远程更新方法，防止FPGA设计成果被复制。同时本发明提供的远程更新功能给需要在外场更改参数的人员以极大的便利。

本发明的目的是这样实现的：