[发明专利]一种具有温度、工艺补偿功能的毛刺检测电路

说明书

本发明公开了一种具有温度、工艺补偿功能的毛刺检测电路，温度工艺补偿电压生成和偏置电流生成电路输出的补偿电压连接第一低通滤波电路输入端、高通滤波电路输出端和第四PMOS管的源极，温度工艺补偿电压生成和偏置电流生成电路输出的偏置电流连接第三PMOS管和第四PMOS管的漏极并作为输出信号；第一低通滤波电路输出端连接第三PMOS管的源极，第三PMOS管的栅极连接电源VDD和第二低通滤波电路的输入端；第四PMOS管的源极还连接高通滤波电路，高通滤波电路与电源VDD相连，第四PMOS管的栅极连接第二低通滤波电路。本发明电路结构简单、工作稳定可靠，可对温度和工艺偏差起到很好的补偿作用且使用范围较广。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体为一种具有温度、工艺补偿功能的毛刺检测电路。

背景技术

逻辑系统在电源存在较大毛刺的情况下，容易产生错误的时序或翻转，进入异常工作状态，造成内部数据错误、操作错误，或存储器内容的异常读出错误，导致内部信息泄露。电源毛刺检测电路在检测到毛刺信号时产生报警信号，能够有效防止错误产生，确保系统安全。

智能卡在各领域广泛应用，身份认证、金融等高安全领域的智能卡对于防攻击能力提出了更高的要求，在针对智能卡的安全攻击中，基于电源毛刺的故障注入式攻击已经被普遍应用。在这种攻击中，攻击者向卡片内部电源加入一定条件的毛刺干扰，然后利用DFA等分析技术就可以实现对密钥攻击、以及获取存储器内保密数据等。因此，电源毛刺检测模块的加入可以增强智能卡系统的稳定性和安全性。

图1为传统的毛刺检测的电路图，该电路包括电阻R1～R3、电容C1～C2、比较器120；电阻R1、R2和C1通过对电源分压滤波产生阈值电压VT＝VDD×R2/(R1+R2)，电容C2和电阻R3构成高通滤波电路，将电源VDD上的向上毛刺电压信号送入比较器输入端，比较器120实现毛刺电压信号与参考阈值电压信号进行比较，最终输出异常报警信号。通过设定电阻R1和R2的比值，检测阈值电压恒定为电源电压的固定比例，该电路能够有效消除温度和工艺变化对检测阈值电压的影响，但是电路中采用比较器电路整形输出，一方面，整体电路对毛刺攻击的响应速度受限，另一方面，比较器电路会额外增加功耗。

近年来，已经有了一些较为成熟的毛刺检测电路，在专利CN 101943729 B中，电路通过RC低通滤波电路从电源上获得参考电压VDDIN，然后通过不同连接的PMOS器件实现正负毛刺检测，其检测毛刺的阈值恒定为PMOS器件的阈值电压，阈值电压随工艺和温度有较大的变化。在专利CN 104459564 A中，电路通过RC低通滤波电路从电源上获得参考电压VCCin，当VCC电压向上毛刺幅度大于MP3阈值电压且使MP3上的电流超过IBIAS时，b点信号由低变高产生翻转，输出报警信号；当VCC电压向下毛刺幅度大于MP1阈值电压且使MP1上的电流超过IBIAS时，a点信号由低变高产生翻转，输出报警信号。同样的检测毛刺阈值电压随工艺和温度有较大的变化。

这些电路，反应速度快，结构简单，功耗很低，但其检测点精度不高，并且其检测点会随着温度和工艺角的变化而变化。在专利CN104714193A中，设计的温度、工艺角补偿模块可以提高检测点的精度，电路通过RC低通滤波电路从温度、工艺补偿支路上获得参考电压VDDIN1和VDDIN2，然后通过不同连接的PMOS器件实现正负毛刺检测，其正向毛刺检测阈值电压为VTHP+R2/(R1+R2+R3)×(VDD－2VGSP)，其负向毛刺检测阈值电压为VTHP+R3/(R1+R2+R3)×(VDD－2VGSP)，由公式可以看出，电路对温度、工艺偏差具有一定的补偿效果，但补偿效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电源毛刺检测电路，能够对温度、工艺偏差起到很好的补偿作用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有温度、工艺补偿功能的毛刺检测电路，包括温度工艺补偿电压生成和偏置电流生成电路、第三PMOS管、第四PMOS管、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路和高通滤波电路；