如何應用AndesCoreTM EDM安全訪問機制

EDM安全存取是AndesCoreTM內建的功能(option)，應用在安全存取的控管。EDM安全存取有二種的控管方式：debug access indication和EDM access restriction。第一種控管方式(debug access indication)提供了一個sideband signal用于指示從調試器(Debug host)的請求。第二種控管方式， 控制AndesCoreTM的input port(edm_restrict_access )達到EDM存取的限制。更詳細的內容在后續章節會有更深入的介紹。

1.EDM功能介紹

一個debug system包含一個debug host和一個target system。EDM主要的功能就是translate debug host發出的TAP指令來存取系統memory或是CPU。下圖為基本的debug系統方塊圖。

圖表1 基本的debug系統方塊圖

下圖說明TAP 指令的種類

圖表2 TAP 指令的種類

2. 控制EDM存取的限制

使用EDM的訪問方式會被一個sideband signal (edm_restrict_access) 所影響。當這個signal值是high，僅僅只能對EDM MISC registers做讀取的動作。而想要存取CPU/System Bus/Local Memory的動作將會被封鎖住并且會得到下面的結果：

讀為零寫忽略

不正確的JTAG instruction(JTAG ICE debugger會timeout)

下圖說明EDM限制存取方塊圖。

圖表3 EDM限制存取方塊圖

在啟用存取限制功能后，下圖說明出每個TAP指令的行為。

圖表4 在啟用存取限制功能后，下圖說明出每個TAP指令的行為

如何實現EDM存取限制，在系統設計上有很多種實現方法，以控制edm restrict access的signal。兩種基本的設計方案說明如下：

eFUSE方式使用Chip重新編程管理控制

SOC方式使用軟件管理控制

hardware實現控制edm_restrict_access的示意圖如下：

圖表5 hardware實現控制edm_restrict_access的示意圖

software實現控制edm_restrict_access的例子如下：

sethi $r2，#0x80000

ori $r2，$r2，#0x8c

sethi $r3，#0x04030

ori $r3，$r3，#0x201

swi $r3，[$r2+#0]

3. EDM 存取指示

AndesCoreTM增加一個額外的sideband signal，xdebug_access(active-high)，根據此sideband signal來決定request的host是否為EDM。而device就能根據此sideband signal決定是否要把request的data內容傳回到host。

sideband signal的名稱根據bus interface的類型而有所不同。對于AndesCoreTM處理器，基本的信號名稱如下所示：

AHB/AHB-Lite =》 hdebug_access

APB =》 pdebug_access

EILM =》 eilm_debug_access

EDLM =》 edlm_debug_access

3.1.debug存取識別信號控制

當debug exception發生后，CPU將進入debug mode。然后CPU將會留在debug access mode直到CPU執行到IRET instruction并且trusted_debug_exit 是處于high后CPU將離開debug access mode，反之trusted_debug_exit如果是low，CPU將會保留在debug access mode。

實現控制trusted_debug_exit信號，有二種可供選擇的方式如下：

trusted_debug_exit信號總是給high

增加一個權限管理邏輯去控制trusted_debug_exit信號是high或是low權限管理邏輯方塊圖如下所示：

圖表6 權限管理邏輯方塊圖

如何控制trusted_debug_exit信號時序圖如下所示：

圖表7 如何控制trusted_debug_exit信號時序圖

如下例子說明了如何產生trusted_debug_exit控制信號的verilog code：

The code example (Verilog) of trusted_debug_exit generation is described below：

//

//--- Utilize passcode to generate trusted_debug_exit in AHB Bus Controller

//* assume zero-wait-state AHB access

…

parameter AUTH_CODE = 32’h0a0b0c0d;

。..

always @(posedge hclk or negedge hreset_n) begin

if (!hreset_n) begin

passcode_reg 《= 32‘d0;

end

else if (passcode_wen) begin //debugger enters passcode through debug access

passcode_reg 《= hwdata[31:0];

end

end

…

//validate passcode to generate trusted_debug_exit

assign trusted_debug_exit = (passcode_reg == AUTH_CODE);

3.2.debug存取指示應用

下圖說明AHB bus如何使用hdebug_access和驗證邏輯來防止惡意的debug存取

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