[发明专利]一种系统和方法

说明书

公开了一种方法和系统。系统包括处理器，用于执行应用程序的指令，指令包括对硬件设备的访问指令；存储器，用于存储应用程序的指令；物理内存保护装置，被耦合到处理器及存储器上，其中，访问指令经由物理内存保护装置访问硬件设备，物理内存保护装置包括：寄存器组，用于存储权限数据；物理内存仲裁器，用于采用硬件逻辑，根据权限数据确定访问指令是否为特定应用程序对特定硬件设备的独占式访问指令，并据此拒绝或者继续访问指令。通过权限数据校验来自处理器的访问指令，并拒绝非权限数据中指定的应用程序对于被独占的硬件设备的访问指令，从而确保了应用程序对于硬件设备的独占式访问。

技术领域

本发明涉及芯片领域，更具体而言，涉及一种嵌入式系统和实现方法。

背景技术

在现有技术中，小型化和专业化的电子设备正变得越来越普遍。这些设备中的计算机系统为设备提供量身定制的专用功能。和传统的计算机系统相比，这些设备中的计算机系统由于完全嵌入到设备中被称为嵌入式系统。嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机。

嵌入式系统的广泛使用，在带来低功耗和低成本的产品制造的益处的同时，也增加了对于嵌入式系统的安全需求。例如，在物联网应用场景里，特别是传感器物联网设备，传感器产生的数据对用户的业务大数据分析有很大的作用，可以帮用户为未来的业务布局提供有价值的海量数据信息，所以，此类数据对用户来说是很有价值的，用户不希望其他的用户也能访问和操作数据，同时对于产生这些数据的设备，需要进行独占式管理和操作。还有一些工控领域的设备，用户需要基于传感器的信息控制其他设备比如路灯，马达，风力等设备，一旦传感器的信息被获取篡改，将导致巨大严重的灾难和不可估计的损失。在移动应用场景里，很多支付的应用程序都是通过指纹或密码进行身份验证，这就必须要求该指纹设备和密码键盘外设是可信设备，被支付应用程序独占式操作，同时对于保存在设备上的指纹和密码，也需要进行权限控制。在数字版权应用场景，现在国家政府对数字版本管理越来越要严格，对设备里的视频音频外设都有身份验证，然后对视频流和音频流进行解密后，最后播放出来，这就同样需要应用程序对视频和音频外设的独占性管理。

发明内容

有鉴于此，本方案针对提出了一种系统和方法，以解决对硬件设备的独占式访问需求。

为了达到这个目的，本发明提供一种系统，包括：

处理器，用于执行应用程序的指令，所述指令包括对硬件设备的访问指令；

存储器，用于存储所述应用程序的指令；

物理内存保护装置，被耦合到所述处理器及所述存储器上，

其中，所述访问指令经由所述物理内存保护装置访问所述硬件设备，所述物理内存保护装置包括：

寄存器组，用于存储权限数据，所述权限数据包括表示特定应用程序对特定硬件设备具有独占式访问权限的数据；

物理内存仲裁器，用于采用硬件逻辑，根据所述权限数据确定所述访问指令是否为所述特定应用程序对所述特定硬件设备的独占式访问，并据此处理所述访问指令。

在一些实施例中，还包括：软件部分的安全监视器，根据应用程序配置表向所述物理内存保护装置的寄存器组中写入所述权限数据。

在一些实施例中，当所述安全监视器向所述寄存器组内写入所述权限数据时，触发执行所述物理内存保护仲裁器的校验步骤。

在一些实施例中，所述物理内存保护仲裁器对所述权限数据执行以下的校验步骤：

将新增的权限数据和寄存器组内已有的权限数据进行比对；

如果新增的权限数据中包含的特定应用程序对特定硬件设备的独占式访问权限的数据与在先的权限数据矛盾，则重启所述系统或不执行新增操作。

在一些实施例中，所述安全监视器在特权模式下执行。