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。 3 i9 B3 `4 a' |$ z8 T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,# |& H: ~7 _8 m: @- E 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, 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, 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;: _# ?7 x9 I2 [ 然后在CubeMX中 也对该系列芯片进行了深度支持,5 |6 L8 H1 C; b; Z: F7 A6 ? 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,0 M q9 c }4 d, x/ J" j 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$ {8 Z3 d( j 然后在 Tools 选项卡中 是对内存分配,MPU分配相关的设置6 @$ Y* `7 U. v) Y) E * k f: p B0 V 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,# u* R+ q3 s( F4 N6 n. v 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。* m6 m0 ~ |3 h" |3 p0 h) \ ; G+ @" E0 Z3 V 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:6 ~$ I0 p/ v' g5 l 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, ' s5 d8 @2 r8 ^- p4 r 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,3 T' p+ Y6 O* x7 ?2 a5 U 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。- t- ^0 ~+ o& E# r r3 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。/ j/ D6 A q- s3 `2 _0 j # Q4 [3 M# a- h' m" |9 d . }# ~; l1 G" i( y4 d 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," o E" z5 Q- A* n ST官方安全特性介绍 6 B, I3 P* K, X - F; r# l4 Y: ]9 S/ B5 } 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。 ( Z8 o3 o4 Z8 ^* l I+ f8 Q& ~ STiRoT 嵌入在 STM32H7Sxx 的不可变区域中,提供两种服务:; i" b9 p& ~$ p) ~. X • 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. f3 e* ?5 }3 P' A" K9 i3 u 后检查代码的完整性 (2),然后在解密后安装 (3)。4 S3 q' j" h9 z; r' @ 官方文档 0 S( n9 q0 W* B% X( t OEMiRoT服务 1) 安全启动 (信任根服务): 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。 ' d, j0 M" B9 }' D+ E: K
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 h r3 D3 A& J2 t9 K2 u N" @ 3 m* _: W1 r! \6 y 从图中可以看到,OEMiRoT 服务程序保存在片内的Flash 官方文档 下面是两种安全机制的不同启动流程: . T( A1 `7 R) k$ [. s2 |' t & ?8 F" N1 Q: o" d0 l" o. n 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。8 {9 P. o' O- }5 y/ K0 @ 这两个选项被称为调试身份验证方法。" ?# ~( j" w; X% m) f) C 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。 5 e$ ?& D1 ~ S$ u 3 x+ E3 l T/ G, [ 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:/ X- `$ \2 z0 r& O: B) A1 g - 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。 b1 q* E* P5 k 使用密码方法时,只能进行完全回归。' J8 e5 ]3 ?- \) G# o 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。 % m" M' U _# z/ F2 C0 r! ` 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。 $ m2 L% t7 y, h! g4 v2 _' }7 k8 @ 调试认证 参考手册 AN6008 ; R' Y9 U! Z7 i4 H" {! {# z' k. B $ j3 M) E6 w% Y- e 4 T. H. R; |: X5 q |
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