一种面向安全启动的片上efuse读写控制装置及方法与流程

本发明涉及芯片设计领域，尤其涉及一种面向安全启动的片上efuse读写控制装置及方法。

背景技术：

1、通常采用“蚀刻”或“硬编码”的方式将计算机逻辑设置到芯片上，在芯片制造完成后无法改变其计算机逻辑。efuse(电可编程熔丝)是一种一次性可编程存储器，其通过熔断熔丝的方式，实现在芯片上写入数据的功能。利用efuse技术能够使芯片上的电路在运行时发生变化。当芯片在运行时局部出现问题，例如芯片中存储器发生问题、芯片响应时间过长或者芯片耗电过多时，芯片能够通过熔断熔丝(blowing the efuse)来调整芯片的问题，保证其他功能正常运行，以实现芯片性能的调优。

2、相关技术中，efuse技术主要是单一的控制方法或电源设计的技术，相关技术中的efuse控制装置无法同时满足芯片的多种控制要求，如何提供一种efuse读写控制装置，以使得在完成芯片上电安全启动的基础上能够实现芯片的多方面的控制要求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种面向安全启动的片上efuse读写控制装置及方法，解决了efuse读写控制装置控制方法单一及无法同时满足芯片的多种控制需求等问题，有效提升了芯片的良率。

2、基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种面向安全启动的片上efuse读写控制装置，包括：

3、数据测试数据寄存器，用于根据测试协议配置输出待烧写efuse数据；

4、指令测试数据寄存器，用于根据测试协议配置输出待执行efuse操作指令；

5、通用efuse控制器，所述通用efuse控制器包括相互连接的efuse读写控制电路和自定义寄存器，所述efuse读写控制电路用于接收并解析待执行efuse操作指令以确定对应的命令类型，根据所述命令类型执行相应的烧写、读取或比对操作，并根据操作中的不同执行状态生成并输出相应的第一控制信号和第二控制信号，所述自定义寄存器用于接收并存储待烧写efuse数据，并接收所述第二控制信号及根据其更新所述待烧写efuse数据的存储信息；以及

6、与所述通用efuse控制器连接的efuse模块，用于接收所述第一控制信号并根据其烧写所述待烧写的efuse数据，或向所述自定义寄存器存入已烧写efuse数据。

7、作为本发明的进一步方案，所述efuse读写控制电路包括命令解析模块、状态控制模块、计数器、数据寄存器控制模块、多路选择模块、比对控制模块、读写脉冲宽度控制模块和控制信号生成模块；

8、所述命令解析模块用于根据接收到的待执行efuse操作指令解析出所述待执行efuse操作指令的命令类型并输出对应的命令，所述命令类型包括烧写、比对和读取；

9、所述状态控制模块与所述命令解析模块连接，用于接收所述命令解析模块输出的命令，基于所述命令对应的命令类型对所述efuse模块执行相应的烧写、读取或比对操作；

10、所述计数器与所述状态控制模块连接，用于响应于所述状态控制模块执行相应操作过程中efuse地址位增加，进行地址位的计数操作；

11、所述数据寄存器控制模块与所述状态控制模块和所述自定义寄存器连接，用于响应于所述状态控制模块执行相应操作过程中efuse地址位增加，输出第二控制信号至所述自定义寄存器；

12、所述多路选择模块与所述计数器连接，用于解析从所述efuse模块读取的每行已烧写efuse数据以确定各地址位中的已烧写efuse数据；

13、所述比对控制模块与所述多路选择模块和所述状态控制模块连接，用于响应于所述状态控制模块执行比对操作，在所述多路选择模块解析出的所有地址位中的已烧写efuse数据内筛选出若干目标已烧写efuse数据，将各所述目标已烧写efuse数据与自定义寄存器中相应地址位的待烧写efuse数据进行比对；

14、所述读写脉冲宽度控制模块与所述状态控制模块连接，用于记录所述efuse模块的读写访问时序，并提供跳转时间以控制所述状态控制模块中执行状态发生跳转；

15、所述控制信号生成模块与所述状态控制模块连接，用于根据所述状态控制模块的执行状态生成相应的第一控制信号。

16、作为本发明的进一步方案，所述状态控制模块配置用于：

17、若所述状态控制模块接收到所述命令解析模块输出的烧写命令，根据所述脉冲宽度控制单元中读写访问时序将所述待烧写efuse数据按地址位依次烧写入所述efuse模块以执行烧写操作；

18、若所述状态控制模块接收到所述命令解析模块输出的读取命令，根据所述脉冲宽度控制单元中读写访问时序按行读取所述efuse模块中已烧写efuse数据以执行读取操作；

19、若所述状态控制模块接收到所述命令解析模块输出的比对命令，根据所述脉冲宽度控制单元中读写访问时序按行读取所述efuse模块中已烧写efuse数据，将所述自定义寄存器中存储的待烧写efuse数据与efuse模块中已烧写efuse数据进行比对以执行比对操作。

20、作为本发明的进一步方案，所述比对控制模块配置用于：

21、响应于所述状态控制模块执行比对操作，基于解析出的所有地址位中已烧写efuse数据筛选出数据值为1的若干目标已烧写efuse数据；

22、将各所述目标已烧写efuse数据与自定义寄存器中存储的对应目标已烧写efuse数据地址位的目标待烧写efuse数据进行异或操作，并输出异或结果以判断efuse模块是否烧写成功；

23、若异或结果为1，所述目标已烧写efuse数据与所述目标待烧写efuse数据不一致，所述efuse模块烧写失败，发送烧写失败信号；

24、若异或结果为0，所述目标已烧写efuse数据与所述目标待烧写efuse数据一致，所述efuse模块烧写成功。

25、作为本发明的进一步方案，所述计数器配置用于：

26、响应于地址位的计数达到efuse地址位最大值，向所述状态控制模块发送相应操作的执行结束信号，以及向所述控制信号生成模块发送地址输出信号。

27、作为本发明的进一步方案，所述第一控制信号为针对efuse模块的读写控制信号，所述第一控制信号包括片选信号、烧写使能信号、选通信号、读访问信号、烧写电压控制信号和掉电使能信号。

28、作为本发明的进一步方案，所述第二控制信号为针对所述自定义寄存器的存储控制信号，所述第二控制信号包括数据移位周期信号和数据移位控制信号。

29、作为本发明的进一步方案，所述面向安全启动的片上efuse读写控制装置还包括与所述通用efuse控制器连接的系统控制单元；

30、所述系统控制单元包括efuse读操作控制模块和系统控制寄存器模块，所述efuse读操作控制模块用于向所述通用efuse控制器发送待执行efuse操作指令，所述系统控制寄存器模块用于存储所述efuse模块中已烧写的efuse数据。

31、本发明实施例的另一方面，还提供了一种面向安全启动的片上efuse读写控制方法，包括通以上所述的装置执行以下步骤：

32、响应于通用efuse控制器接收到待执行efuse操作指令，解析所述待执行efuse操作指令以获取对应命令；

33、若所述命令为烧写命令，获取自定义寄存器中存储的待烧写efuse数据，通过逐一增加地址位数的方式依次将各地址位对应的efuse数据和第一控制信号发送至efuse模块；

34、响应于所述efuse模块接收所述第一控制信号，按读写访问时序将各所述地址位对应的efuse数据依次进行烧写；

35、响应于地址位数增加至efuse地址位最大值，发送烧写结束信号，确定所述待执行efuse操作指令执行结束。

36、作为本发明的进一步方案，方法还包括：

37、若所述命令为读取命令，基于读写访问时序通过增加多个地址位数的方式按行读取所述efuse模块中已烧写efuse数据，并发送第二控制信号至自定义寄存器；

38、响应于所述自定义寄存器接收所述第二控制信号且所述第二控制信号中的数据移位周期信号无效，将各行所述已烧写efuse数据进行拼接并输出；

39、响应于地址位数增加至efuse地址位最大值，发送读取结束信号，确定所述待执行efuse操作指令执行结束。

40、作为本发明的进一步方案，方法还包括：

41、若所述命令为比对命令，基于读写访问时序通过增加多个地址位数的方式读取所述efuse模块中各行已烧写efuse数据，并发送第二控制信号至自定义寄存器；

42、响应于所述自定义寄存器接收所述第二控制信号且所述第二控制信号中的数据移位周期信号有效，解析各行已烧写efuse数据以确定各地址位对应的已烧写efuse数据的数据值，并在所有地址位对应的已烧写efuse数据中筛选出数据值为1的若干目标已烧写efuse数据；

43、获取自定义寄存器中存储的待烧写efuse数据，将各所述目标已烧写efuse数据与自定义寄存器中存储的对应目标已烧写efuse数据地址位的目标待烧写efuse数据进行异或操作，并输出异或结果以判断efuse模块是否烧写成功；

44、若异或结果为1，所述目标已烧写efuse数据与所述目标待烧写efuse数据不一致，所述efuse模块烧写失败，发送烧写失败信号；

45、若异或结果为0，所述目标已烧写efuse数据与所述目标待烧写efuse数据一致，所述efuse模块烧写成功。

46、本发明至少具有以下有益技术效果：

47、本发明提出了一种面向安全启动的片上efuse读写控制装置和方法，通过本装置提供的通用efuse控制器来解析不同efuse操作指令，该通用efuse控制器具备的efuse读写控制电路既能够满足efuse模块访问的读写时序要求来执行读写操作，又能够结合自定义寄存器实现待烧写efuse数据与已烧写数据的自动比对，实现在芯片流片前对芯片上电启动功能进行功能测试以提高芯片良率，以及利用efuse数据的备份完成芯片上电启动时的安全状态判断以保证soc芯片的安全启动，避免造成人力物力的浪费，提高了工作效率，可以灵活的兼容多种业务场景。