基于SD卡方式批量烧录AES/RSAkeys到EFUSE\\BBRAM中

FPGA开发圈 2022-07-18 12:04


  •     需求背景分析:

  •       1、Xilinx Programmable Soc产品在可编程系统集成、提升系统性能、减少 BOM成本,降低产品整体功耗等方面具有多重优势;

  •       2、Xilinx Programmable Soc内嵌的AES-256加解密引擎和HMAC认证引擎,保护知识产权,防止拷贝、抄板;

  •       3、近几年来,Xilinx Programmable Soc产品在各个领域的应用越来越广,大规模量产SOC的产品越来越多;

  •        4、一种高效的批量烧录AES keysRSA Keys EFUSEBBRAM中的方法非常重要。


  •    解决办法:

  •      1、采用Xilinx提供的烧录器HW-USB-II-G,但Xilinx的烧录器只能支持一对一的烧录,无法支持一对多;

         2、使用Xilinx指定的第三方烧录器。

  •       https://china.xilinx.com/products/technology/configuration-solutions.html

      3、使用本文基于SD卡方式来批量烧写。

  •     硬件和软件平台要求:

  •       1、支持ZYNQ7000 MPSOC 等SOC器件,本案例使用XC7Z020-2CLG400I

  •       2、启动方式必须支持SD卡启动;

  •       3、Vivado工具为2022.1,如果需要前面版本那么最好是2020版本及以后版本。

  •     实验实现要求和流程:

  •       1、创建生成硬件平台流程;

  •        a、创建工程,选择型号,加载内核,配置外围电路;

  •        b、生成SYSTEM_wrapper.xsa文件(早期Vivado版本生成的是SYSTEM_wrapper.hdf)。 


  •    2、创建软件平台和设置:

  •      a、Lunch Vitis / Lunch SDK ,创建新的平台项目:

  •      b创建好平台项目后,找到platform.spr文件:

  •      c双击platform.spr文件,找到Modify BSP Settings

  •      d选择Xilskey 7.3

  •      eLibraries中出现以下选型,选择并导入对应的工程

  •      f选择Generate SD card image

  •      g双击xilskeky_input.c,修改AES_KEY和对应的宏

  •    3重要的环节来了,注意了

  •     原理讲解:SDK or Vitis 自带的example 中其实是封装了一个JTAG库,库中包含了JTAG的烧录Efuse的相关的协议,这部分协议是不开放的。下面讲解的内容就是用自带的example实现烧录Efuse

  •   

  •    4、硬件连接要求和测试

  •      a、设计原理图时:选择4MIO,可以是PSBANK0,也可以是BANK1,最好是3.3VBANK;

  •      b、连接4MIOJTAG4个引脚,TDI/TDO/TCK/TMS;

  •      c、根据具体的连接情况修改下面的参数,数字代表MIO后面的编号,如17代表MIO17; 

  •      d、注意不要使用特殊的MIO[2-8],因为这些引脚在上电初期用于特定功能的复用;

  •     e、根据原理图上对应关系,修改一下代码;

  •     f、生成Boot.Bin

  •     g、找到生成的文件,拷贝文件到SD卡中;

  •     h、设置MIO4/5为高,SD卡启动方式;

  •     j、至此,只要启动一次,将自动完成对EFUSE的烧录。


  •    参考文档

  •     1. Zynq UltraScale+ MPSoC: Embedded Design Tutorial (UG1209)

  •     2. Zynq UltraScale+ MPSoC: Technical Reference Manual (UG1085)

  •     3. Internal Programming of BBRAM and eFUSEs (XAPP1283)

  •     4. Secure Boot of Zynq-7000 SoC (XAPP1175)

  •    5. Zynq UltraScale+ MPSoC Technical Reference Manual (UG1085)

  •    6. Changing the Cryptographic Key in Zynq-7000 SoC (XAPP1223)

  •    7. Zynq UltraScale+ MPSoC Software Developer Guide (UG1137)

  •    8. Key Revocation Lab (XAPP1344)

  •    9. External Secure Storage using the PUF (XAPP1333)

  •    10. Zynq UltraScale+ MPSoC: Embedded Design Tutorial (UG1209)


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