STM32H7R7/S7系列芯片有很多新的安全特性,这是我们以往的开发设计过程中没有太关注或者较少用到的特性,但是这些特性对量产和代码保护是很有用的。 p! D6 T$ f( a+ Z/ D3 c这是一款基于bootflash的MCU,有64 KB内部Flash称为 bootflash、可灵活配置的620 KB SRAM以及带Flex ECC的32 x 32 KB缓存。 STM32H7R7/S7系列支持高速外部存储器接口和XiP,专用图形系列可利用NeoChrom GPU、JPEG编解码器和LTDC实现类似MPU的GUI, STM32H7RS 系列 不同于H7系列,产品特性和开发方式都有变化 H7RS系列 官方宣称是 低成本的器件,但是我搜了下淘宝的价格,还是比较高的, 可能是由于零售渠道的原因,* H9 G1 v0 d6 d& e$ y) h 但是分析这个芯片的特点, 可以判断出来 它的设计制造成本是比常规H7系列要低,为什么这么说,/ B, u6 [' G+ S0 ^ 因为相对于H7系列 ,优化了资源配置, 缩减了一些不常用的接口和资源, 加入了更多了安全相关功能,我发现的最主要的几点是 :1它的内部Flash很小,只有64KB ,2 取消了MIPI接口,一般这个接口的屏幕要贵一些, 0 O8 d0 Z. j1 d 这个芯片内部Flash设计的比较小,只有64K,它的主要程序一般情况需要存放在外部Flash,它提供了高速的XSPI接口以方便从外部Flash加载程序,同时支持在下载和加载程序的过程中对存放在外部Flash代码进行加密解密。- J; n* j+ ^; x# o) T* e 通过高速的XSPI接口 连接外部的Flash,可以使设计的程序扩展空间非常大,不再需要顾虑片内Flash的容量不足; 然后在CubeMX中 也对该系列芯片进行了深度支持, 在CubeMX中, 创建该系列芯片时,与常规的芯片环境相比,增加了许多新的选项, 首先就是在 Project Manager选项卡中 多了 2项 这几项在设计时 一般情况中间的Appli 是必选,# g4 x/ V8 ^6 P# E. G& e$ s( k$ d 第1项Boot 就是片内Flash的工程代码, 第2项Appli 就是片外Flash的工程代码," R$ j2 O) g( c3 U" ]6 O; A- z0 w 然后在 Tools 选项卡中 是对内存分配,MPU分配相关的设置% D2 @0 `6 U6 O; \6 W& r! @ & U; E$ |% f( o& r5 t$ C5 A' P 从CubeMX中 基本可以看到, 配置过程比一般的芯片开发要复杂一些,但是 这些配置内容是无法避免的,就算用其他的芯片,5 A/ T6 y- V$ v* M 也需要类似的配置过程,只是有可能是用户直接在代码中实现的,而非在配置界面进行配置的。 一般情况下要使用单片机进行复杂的的GUI程序开发,需要面对 几个问题: 1 需要较多的 RAM 空间作为 图像缓存,对于800*400及以上的屏幕就需要外扩片外RAM , 2一些静态图片和字库会占用较多的Flash空间,这些内容一般情况下片内Flash是放不下的,所以还得扩展片外Flash,* q, f# c' v/ p 这些必要的过程,CubeMX已经将相关的配置加入了其中,所以会使得配置内容比常规的开发要多一些步骤, 但是整体上来看,原本复杂的开发过程中的关键步骤现在可以在CubeMX中进行部分配置了,对整个代码项目是便捷的。4 @; X2 X0 r' v3 P 加上TouchGFX 可以给项目生成一套完整的可以直接运行的工程代码,如果使用官方开发板原理图的接口,那项目开发起来简直就是飞速了。- @, M$ G2 v, |2 S, k STM32H7RS 生命周期的产品状态与 STM32H5 新系列类似。该生命周期集成了对调试验证功能的支持。 5 f# T" M- T( L& i
H7S7系列的安全功能 有很多特性,8 [- S; f5 S; }; S ST官方安全特性介绍 STiRoT 代表 ST 不可变(不可更改)信任根,是第一个启动阶段。STiRoT 的目标是实现 SESIP 3 级认证。由于 STiRoT 需要硬件加密功能,因此仅在 STM32H7Sxx 产品线上提供,STM32H7R系列没有此功能。 , B$ y/ D% I; O STiRoT 嵌入在 STM32H7Sxx 的不可变区域中,提供两种服务:/ g$ T9 s3 ^$ [: K) K0 z • 安全启动(信任服务根)是一个不可更改的代码,在系统重置后始终会被执行(1)。它能激活运行时保护,: ^. a* _# E* G 然后在每次执行前验证应用程序 (2) 代码的真实性和完整性 (3)。 • 安全固件更新应用程序是一个不可变的代码,它能检测到新的固件镜像可用。它会检查其真实性 (1),然# m2 x/ T" F" q0 o 后检查代码的完整性 (2),然后在解密后安装 (3)。9 H, _' H8 X1 r! x. \2 l 官方文档5 [5 g4 [, z8 {4 A6 V& w% K/ i( o OEMiRoT服务: w E0 n1 y3 D5 l 1) 安全启动 (信任根服务): + \/ i4 [! T L+ \0 s 它是每次系统重置后运行的不可变代码。它会激活 STM32 运行时保护,并在每次执行之前验证应用程序代码的真实性和完整性。 8 Q- Y4 j9 b6 h( ]
它是一个不可变的代码,用于检测新固件映像是否可用,检查其 真实性 并 完整性 在解密后安装之前验证代码的 从图中可以看到,OEMiRoT 服务程序保存在片内的Flash 8 n6 f# g, s* t 官方文档 下面是两种安全机制的不同启动流程:/ w" n! |- }" i8 `5 R4 o% i* k0 U 调试认证 当 STM32 产品状态未打开时,用户可以通过向 STM32 设备发送密码或证书链来触发调试验证服务。 这两个选项被称为调试身份验证方法。 调试验证协议使用 STM32 设备调试访问端口 0 (DAP0) 和 DBGMCU IP 进行通信。 + k/ M" S/ W- i M3 F1 v/ d7 P " E8 ~- c9 o {( \% P- X% u 在使用调试身份验证服务之前,用户必须为 STM32 提供证书。调试身份验证允许两种凭证:密码或证书:# k) U* b/ E9 Y- _: k& g 7 V6 }, J7 T0 ` - 密码方法,用户必须在 STM32 内提供密码哈希值(SHA256)。 - 证书方法,用户必须提供调试身份验证根证书和调试身份验证授权权限(用于回归和/或调试重启)所携带公钥的哈希值。 ' W. o4 \$ ^" \4 L6 a( @5 o. ]/ D 使用密码方法时,只能进行完全回归。3 p% I7 N) @5 K2 k; J 下图显示了用户如何使用密码方法触发调试身份验证服务。 9 N1 N; O4 c7 S% s1 r# S 要访问调试验证功能,主机必须向 STM32 设备发送密码。STM32 设备收到密码后,会验证密码的哈希值是否与密钥存储区内的哈希值一致。 使用证书调试身份验证概述 为帮助理解使用证书调试身份验证的过程,本节将重点介绍最简单的证书链。但实际上,STM32 设备接收的是证书链,而不是一个证书。调试验证证书链的原理与 X509 证书链类似,但这里使用的证书格式是专有的。 9 _/ b& D% H+ w% b- U : ~3 Z$ b0 a8 ~( J 调试认证 参考手册 AN60084 w& D9 O0 u: V, ]' m , ~1 K& Q m$ V9 @/ p' I5 m ; b7 k2 n2 M H. b) L: a8 p7 d " r' s' h, J( ` |
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