目标：只允许“高级函数”访问OTP中的数据，其它应用程序不能直接读取OTP内容

例程@ F413-Nuclo，F401-Nucleo

. M; O' B# B, ~  ^2 B  s9 }

内容

1 问题/目标与方案分析

2 使用MPU实现访问控制的思路

3 构建示例程序——通过MPU实现访问控制

) H# P; b& f4 J

问题/目标与方案分析

需要解决的问题和达到的目标

• 用户需要将一部分数据写入NVM，一次性希望写入后该部分数据不能再被修改

• 该端数据只能被部分关键代码访问，其他的应用数据无法直接读取该段数据的内容

• 目标环境

• 应用程序使用的MCU为STM32F4

• 分析（以F413为例）

• F413带有528字节的OTP，可以满足数据一次性写入之后无法被修改的需求

• 为了实现只允许部分代码访问OTP的要求，需要将代码分区，并设置不同的访问权限

• F413带有MPU功能，通过合理配置MPU和不同代码的运行级别，可以实现访问控制

• 首先可以将代码区分为运行于特权级别的代码（关键函数），和运行于用户级别的代码（普通应用）

• 设置不同的MPU region及其访问权限，使得OTP所在的region只能被运行在特权级别的代码读取

+ J8 p1 Y' i2 G: ~7 d- H# g& v

使用MPU实现访问控制的思路

8 ~) I2 S8 W4 H/ X- H) x4 e

  W1 b3 v: D6 \4 x& b) J6 p

构建示例程序——通过MPU实现访问控制

代码结构变化

• Main函数

• 调用MPU配置函数，进入应用程序前降级到用户模式

• MPU配置源文件

• 配置MPU region，使能MPU

• 关键代码源文件

• 实际访问OTP区域的代码和操作

• 关键代码wrapper源文件

• API函数，供用户级应用程序调用

• 触发SVC中断进入特权级别

• 调用关键代码实际操作函数

• 退回用户级别，返回应用程序

• SVC中断Handler

• 处理SVC call中断，判断PCrange

• 转入特权级别执行应用程序

Linker文件配合

• Linker file中定义两个RAM区，用于分别放置特权级和用户级代码使用的堆栈

• Linker file中定义放置关键代码wrapper目标文件的block，及其对应在Flash中的地址

• SVC中断处理函数将使用该地址做PC范围检查

MPU region考虑

• OTP区域，特权级只读访问

• 用户级代码使用的SRAM区，完全读写访问，不可执行

• 一般外设，完全读写访问，不可执行

• DMA（假设应用不使用）完全不可访问（避免应用通过DMA访问OTP区域）

• Flash代码区，只读访问，可执行

• 其他：缺省模式，只允许特权模式访问

示例程序说明

• NUCLEO-F413ZH_MPU_PRIV_Protection.7z

• 包含基于NUCLEO-F413ZH的示例程序，实现通过MPU进行访问控制

• 其中的MPU region定义、文件结构如前文描述

• 支持IAR工程项目

• NUCLEO-F401RE_MPU_PRIV_Protection.zip

• 包含基于NUCLEO-F401RE的示例程序，实现通过MPU进行访问控制

• 其中的MPU region定义根据F401RE芯片的地址空间映射做了部分调整，大致思路一致

• 支持IAR和KEIL工程项目

* G9 y1 D% r/ J! S1 ^. S

示例程序说明

. V6 I) K1 T1 j+ A2 t, }

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