
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。 , y" o3 R% h+ `) j& @2 k5 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! y, w4 k4 u5 }& k/ i! M! t' Y 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,/ b! | A y) y" M% |( m" S2 h0 k 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,% C, C% z9 B# ^$ F% q2 w 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, " Z8 N7 W2 t- X; W( L) B 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。/ `5 `! R2 g, e* r+ E, o1 R 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,: X3 {+ a: [7 B6 z1 t# T 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,: K u' ^9 B; @: b% c" b 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,$ @ q/ ~1 f; g9 u" w4 c1 G2 O 第1项Boot 就是片内Flash的工程代码,9 [2 z R3 c- W) J* | 第2项Appli 就是片外Flash的工程代码,/ K" }' \1 v! w" [# a' s 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。8 y9 k% K8 L* ?. g" t% ^ 7 L$ e! V$ Z6 k 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:& Y0 j$ A5 s1 D/ r& {8 m/ ?% M, P 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 ,9 l6 v* O; h! Q 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, - g- _8 ]' v* g5 b 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。; u7 w) k3 W8 S% i5 i8 y( N- N. K 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。 3 ?1 @5 n" X$ B# y+ `' e 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。
H7S7系列的安全功能 有很多特性,) _% \+ |1 B% a5 o3 }: L5 J7 q$ W% M ![]() ST官方安全特性介绍5 E6 Q* z( \5 B2 k k' ]0 q2 c2 R ! E! z8 `* R% y+ D$ _. z/ l/ | 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。 STiRoT 嵌入在 STM32H7Sxx 的不可变区域中,提供两种服务:) [! g) Y/ ]3 v N1 R • 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,! W7 j* x' e7 R% H8 i8 C& K 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9 Q/ \& Y2 ^- M: D( z9 e 后检查代码的完整性 (2),然后在解密后安装 (3)。 官方文档 ( f% `9 z9 s: C5 K4 P3 a Z. v OEMiRoT服务 1) 安全启动 (信任根服务): " T1 p& \4 D/ I, y 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。 H8 s4 z' V I3 a$ q- |
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 , t$ l# F6 a& ? ![]() 从图中可以看到,OEMiRoT 服务程序保存在片内的Flash) g1 f' m% x: U* ^* T3 A" P: h 3 V2 X" h, ^: g 官方文档: {+ [$ f: L ^+ j) K2 j0 x 下面是两种安全机制的不同启动流程: 9 g3 W: X9 Z2 d9 s ![]() 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。- {. m4 G( [( g. Z0 I8 [3 E 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。% M* ]' n' ]; O0 d$ F9 c 1 e: s2 ^ B: T& _/ w4 Q/ ^: j & V W t) V+ o* f6 V 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: ) `4 e3 d& h6 Y3 H, C: l$ M( | - 密码方法,用户必须在 STM32 内提供密码哈希值(SHA256)。8 q$ I7 j; R+ ^6 D* j4 ? - 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。 ; I$ P4 y0 r+ B! D4 s% G# p9 N, z 使用密码方法时,只能进行完全回归。 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。 : _0 q2 Z. ~1 k2 x 使用证书调试身份验证概述/ Y- k6 Z- M) t; E% 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。: D2 x2 i5 R. y9 C( @ 调试认证 参考手册 AN60086 d. l m1 v% ~. ]$ T3 b9 S. _4 k5 n ( U9 j& O! p1 D, @- N/ m; h C" k a+ A6 O* _+ u) j 3 a- V) {" M6 B6 w$ ~ |
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