中文引用格式: 杨金烨,刘云晶,刘梦影. 高安全性测试数据分层的芯片测试方案设计[J]. 电子技术应用,2026,52(7):49-52.
英文引用格式: Yang Jinye,Liu Yunjing,Liu Mengying. Design of a chip testing scheme with high security and hierarchical test data[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(7):49-52.
引言
在数字化技术深度渗透下,嵌入式芯片已成为工业控制的神经中枢、汽车电子的决策核心与消费电子的功能基石,其功能完整性与性能稳定性直接决定终端设备可靠性。随着芯片制程突破7 nm并向更先进节点演进,单芯片集成模块呈爆发式增长。以H743芯片为例,其集成PLL、DAC、ADC、USB接口等二十余种模块,复杂程度较传统芯片提升数倍。但传统无认证测试模式,在应对这一变革时暴露出安全性与灵活性两大瓶颈,严重制约先进芯片量产验证效率与应用安全。
在安全性层面,传统测试模式缺乏有效的密钥认证机制,极易产生信息安全漏洞。一旦遭遇非法访问,芯片内部的固件程序、核心算法等敏感数据可能面临泄露风险,这不仅会造成核心技术失密,还可能引发终端设备被恶意操控的安全事故。尽管已有相关优化探索,例如张键等人[1]提出的测试模式密钥触发机制,可以保证一定安全性,但短密钥难以抵御现代暴力破解技术;另外IEEE 1149.1标准[2]虽明确了测试访问端口(TAP)的规范,却未将密钥认证纳入其中,其安全性依赖外部硬件加密,在复杂的工业或汽车电子场景中,易因外部加密模块失效导致整个防护体系崩塌。
在灵活性层面,传统测试方案对测试数据的控制方式存在明显局限,仅依靠I/O端口直传信号或单一测试寄存器配置,难以适配不同模块的差异化测试需求。王敦等人[3]提出的由I/O直接进行测试控制的方案,虽可以较为方便地由测试机台给出控制信号,但遇到需要多参数协同配置的复杂模块如PLL,会占用大量I/O端口,造成资源不足。范学仕等人[4]进一步提出结合测试寄存器的控制方案,虽在一定程度上提升了灵活性,但存在明显局限:测试寄存器与测试码共用一组硬件资源,若芯片包含较多测试模块,设计时需优先分配资源给测试模式使能,易导致其他模块的测试资源不足。另外,这一方案只可以在进入目标测试模式前配置好测试值,一旦进入测试模式且复位释放后,就保持不变,需要重新复位后才能修改,灵活性不足。
现有研究尚未形成“安全准入-灵活分配”的一体化方案,难以满足复杂嵌入式芯片多模块、高安全、高适配的测试需求[5]。因此,设计兼顾安全性与灵活性的测试方案,已成为通用MCU项目突破量产验证瓶颈、保障终端应用安全的关键方向,对推动工业控制、汽车电子等领域芯片的高质量发展具有重要意义。
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作者信息:
杨金烨,刘云晶,刘梦影
(中科芯集成电路有限公司,江苏 无锡 214072)

