STM32L5 系列微控制器和 TrustZone® 开发入门

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STMCU小助手发布时间：2023-2-12 22:56

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文章简介:	STM32L5 系列微控制器和 TrustZone® 开发入门

引言

本文档为使用 EWARM 和 MDKARM 软件工具链在 STM32L5 系列微控制器上进行应用开发提供参考。
本应用笔记提供了为 Arm® Cortex®- m33（Armv8_M 架构）的器件构建和调试安全和非安全应用程序的基础知识。本文首先概述 Arm® Cortex®-M33 和 TrustZone®概念。
本应用笔记还描述当通过 TZEN 选项位启用 TrustZone®之后，如何使用 EWARM 和 MDKARM 调试 STM32L5 系列微控制器。

1 概述
本文档适用于 STM32L5 系列单核 Arm®的微控制器。
提示 Arm is a registered trademark of Arm Limited (or its subsidiaries) in the US and/or elsewhere.

2 Arm® Cortex®-M33 内核概述
Arm® Cortex®-M33 是首次完整的集成了 ARMv8 指令集及 TrustZone 安全技术和数字信号处理功能。该处理器支持大量灵活的配置选项，以促进各种应用程序的部署，并提供专用的协处理器接口，用于加速经常使用的计算密集型操作。Cortex®-M33 提供性能、功率、安全性和生产效率之间的最佳平衡。

3 Armv8-M 的 TrustZone®概念
带有 TrustZone®的 Cortex®-M33 处理器有两个安全状态（参见图 1）和一些相关的特性：
• 安全状态
• 非安全状态
• 四个堆栈和四个堆栈指针寄存器
• 硬件栈限制检查
• 支持类似于可编程 MPU 的安全属性单元（SAU）
• 系统安全通知接口
• 限定非安全（NS）域只能通过预定义的入口点访问安全代码
• 当切换到非安全时，异常硬件自动保存和清除安全寄存器状态
• 中断或异常控制的扩展存储，SysTick
• 针对每个安全和非安全部分的内存保护单元。

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提示 TrustZone®被启用后，系统默认在安全状态下启动。

4 SAU / IDAU - TrustZone®概念
TrustZone® 安全功能由 FLASH_OPTR 寄存器中的 TZEN 位激活。TrustZone®被启用后，SAU 和 IDAU 根据安全和非安全状态定义访问权限。
• IDAU：将第一个内存分区配置为安全或非安全可调用属性。IDAU 内存映射分区是不可配置的，它由硬件配置决定。
• SAU：8 个区域，用于覆盖 IDAU 以设置安全区域和确认非安全区域。
• 首先根据 IDAU 安全属性选择安全状态，然后结合 SAU 安全属性选择安全状态。最终的安全属性是 IDAU 和 SAU 的最高安全设置。
• “安全”安全属性具有最高的安全优先级，非安全可调用的安全优先级次之，非安全属性的安全优先级最低。默认情况下，任何未定义的区域都是安全的

TrustZone®安全被激活之后，默认安全状态如下：
• CPU: Cortex®-M33 在复位后处于安全状态。启动地址必须在安全区域中。
• 内存映射：SAU 在复位后是完全安全的。整个内存映射是完全安全的。最多有 8 个 SAU 可配置区域用于安全属性。
• Flash 存储器：
– Flash 安全区域是由安全水印用户选项定义的。所有闪存都是完全安全的。
– Flash 块的功能在复位后是非安全的。即使所有的闪存通过 IDAU/SAU 和闪存安全水印选项字节配置都是非安全的，也可以使用基于闪存块的特性配置易失性安全区域：使用 Flash 块的配置寄存器，任何页面都可动态编程为安全模式。
– SRAM：所有 SRAM 在复位后是安全的。基于内存保护块的控制器（MPCBB）是安全的。
• 非安全内存视图与其他 Cortex®-M 内核相同。
• 安全内存空间分为两种内存类型：
– 安全：包含安全程序代码和数据，如栈区和堆区。
– 非安全可调用（NSC）：包含入口函数（例如 API 的入口点），这是为了防止非安全应用程序分为无效入口点。

5 调试模式
5.1 侵入式调试
侵入式调试定义为一种调试过程 - 用户控制并观察处理器活动。大多数调试功能被认为是侵入式调试，因为它们允许用户停止处理器并修改其状态。
DBGEN 和 SPIDEN 控件都具有侵入式调试权限。

5.2 非侵入式调试
非侵入式调试定义为一种调试过程 - 用户观察处理器但不进行控制。嵌入式跟踪宏单元™（ETM）接口和性能监视器寄存器是非侵入式调试的特性。
NIDEN 和 SPNIDEN 控件都具有非侵入式调试权限。允许侵入式调试的时候总是允许非侵入式调试。

完整版请查看：附件