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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。 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8 A N. F0 H* f. }6 f- a 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, 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,0 I# H0 Z) e( a 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, & ~5 `' S- }: l0 h6 |" g: ^" X 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。 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,2 p T `# ?) ^/ t3 Z# Y 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,( _' I/ Z) \0 G' z( _ 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,( O% F e/ t$ Z 然后在 Tools 选项卡中 是对内存分配,MPU分配相关的设置 ![]() 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, 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:: S7 s+ L8 F* g. h% i6 { 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 ,% e' X# R9 }$ j* e% f. D& {! r/ D 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,2 [: u5 O# s l 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。1 M" X5 n. Y7 R( b7 s5 c 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。 G% P) O# W8 V1 t 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。
7 l& n. n P0 b* G5 z% Q H7S7系列的安全功能 有很多特性,4 B% O4 W* R# f ![]() ST官方安全特性介绍 $ s& |0 K% B/ S" i v4 i' v 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。 ! o4 w6 o* Y/ O! ^ STiRoT 嵌入在 STM32H7Sxx 的不可变区域中,提供两种服务:8 p$ _+ r0 n2 o- P6 @# F+ m- V; M • 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, 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 后检查代码的完整性 (2),然后在解密后安装 (3)。 官方文档 p$ R5 ?! h- X$ L& W6 }: K0 m OEMiRoT服务 1) 安全启动 (信任根服务): * J, P q. W. s) D+ L/ s" A3 A 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。 - |, v. f- p3 h# T" Y* l: o
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 6 N8 p$ h3 F6 `+ C5 z9 A' @ + n( y; X O: ~' t ![]() 从图中可以看到,OEMiRoT 服务程序保存在片内的Flash 2 ~1 `' @/ \& ^) f 官方文档3 T0 @( p; b% u+ Q1 a9 f 下面是两种安全机制的不同启动流程:2 c8 H$ z/ q5 J3 G9 D! w , g9 i- N8 W. L, y * Z: }/ x M. j ![]() 8 j( n1 o( r( Y& ^6 Q6 R+ E' k+ N8 x% i 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。' S$ K, C; z, k- r4 S& z3 m) D" O 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。 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:; R$ D7 q9 E, U, H2 }2 M9 b - 密码方法,用户必须在 STM32 内提供密码哈希值(SHA256)。( _% ~3 v% Q7 c7 k, _/ R - 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。 使用密码方法时,只能进行完全回归。2 e+ D; R6 M- w 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。 ![]() 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6 a" E6 x: _/ y1 c" X- Y' s 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。 6 s/ C" O t1 J- [ 2 `3 {7 X& U# r% v 调试认证 参考手册 AN6008 4 j, J# N% n( S+ t/ A" |0 S M1 T# d . R; z5 ~- e# y& s 3 @* z" M$ ?4 {1 F8 V |
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