FPGA产权保护方案概述

WALI-123

      在实际的产品开发和设计中，FPGA工程的产权保护对于公司或个人来说，是一个必须考虑的关键问题。它关系到个人以及公司的切身利益。目前，我了解的方案，主要有两种，一种是使用专门的算法保护芯片，另外一种是使用基于FPGA片外EEPROM。现将两个方案的大致原理，和大家分享一下，有兴趣的可以自己琢磨。

      使用专用芯片时，需要在FPGA内部实现相应的功能模块，通过片外芯片，以“挑战-应答”的方法完成验证。最典型的是使用某款SHA1芯片完成验证。大致原理如下图所示。

     挑战应答方式大致包括如下流程：
     （1）上位机应用软件在FPGA设备出厂时，以保护芯片需要的流程，向保护芯片写入一组密钥，即在保护芯片写入KEY；
     （2）在FPGA内部也放置一个与保护芯片内部相同的密钥KEY；
     （3）当FPGA下次开机时，由FPGA的状态机模块，自动执行校验。
     （4）主要方法：
             1）获取随机数R0，并使用KEY在FPGA内部计算出一个值，即S0；
             2）向保护芯片写入R0，并由保护芯片基于KEY计算出一个S0‘；
             3）比较S0与S0'，如果相同，则解除FPGA的复位，否则FPGA处于复位状态，无法工作；
     另外一种方式，基于FPGA片外的EEPROM实现，如下图所示。采用基于EEPROM的方法更廉价，且灵活性更高。方法与保护芯片类似，核心就是比较S0和S0’。