[发明专利]一种基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统及方法

权利要求书

1.一种基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统，其特征在于：包括依次电连接的频率采样电路、数据转换电路、比较器及监控器；

所述频率采样电路，用于根据芯片时钟频率进行电压采样，并输出采样电压VI；

所述数据转换电路，用于根据芯片时钟频率对频率采样电路的采样电压VI进行数据转换和均值计算，并输出均值电压信号VO；

所述比较器，用于将所述输出的均值电压信号VO与基准电压VREF进行比较，并输出比较结果；

监控器，用于根据比较结果判断芯片时钟频率是否发生异常，并在芯片时钟频率发生异常时发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统，其特征在于：所述频率采样电路包括电压源，M分频器，开关电容电路，第一电阻；

所述电压源与开关电容电路的输入端相连接，开关电容电路的输出端与第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地；

所述开关电容电路的输出端还通过一RC滤波电路与数据转换电路的输入端相连接；

所述芯片时钟频率经过M分频器分频后控制所述开关电容电路工作，并通过开关电容电路的输出端输出采样电压VI。

3.根据权利要求2所述的基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统，其特征在于：所述开关电容电路包括第一可控开关、第二可控开关、第一电容及双相不交叠时钟电路，所述电压源、第一可控开关、第二可控开关及所述第一电阻的一端依次电连接，所述第一可控开关的两端并接所述第一电容，所述双向不交叠电路的输入端与M分频器的输出端电连接，双向不交叠电路的输出端分别与第一可控开关及第二可控开关的控制端电连接；

所述双向不交叠电路，用于根据M分频后的芯片时钟频率控制输出两个不交叠控制信号控制所述第一可控开关及第二可控开关交替导通。

4.根据权利要求3所述的基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统，其特征在于：所述数据转换电路包括模数转换器，移位寄存器，加法器，除法器及数模转换器；

所述模数转换器、移位寄存器、加法器、除法器及数模转换器依次电连接；

所述模数转换器的输入端与所述开关电容电路的输出端相连接，用于根据芯片时钟频率对所述采样电压VI进行模数转换；

所述移位寄存器，用于根据芯片时钟频率对模数转换后的数据进行移位操作；

所述加法器，用于对M次移位后的数据进行累加计算；

所述除法器，用于根据分频后的芯片时钟频率对累加后的和数据进行除以M运算；

所述数模转换器，用于根据分频后的芯片时钟频率对除法器计算的数据进行数模转换，并输出均值电压信号VO。

5.根据权利要求4所述的基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统，其特征在于：所述比较器的正向输入端与数模转换器的输出端相连接，用于接收所述均值电压信号VO，比较器的反向输入端用于加载基准电压VREF，比较器的输出端与监控器相连接，用于输出比较结果。

6.根据权利要求5所述的基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统，其特征在于：所述RC滤波电路包括第二电阻及第二电容，所述第二电阻串接在所述模数转换器的输入端与所述开关电容电路的输出端之间，第二电阻与模数转换器相连接的一端还与第二电容的一端相连接，第二电容的另一端接地。

7.一种基于时钟频率检测的芯片抗攻击系统的工作方法，其特征在于：所述芯片抗攻击系统包括依次电连接的频率采样电路、数据转换电路、比较器及监控器，所述工作方法包括以下步骤：

控制将芯片时钟频率进行M分频，并根据芯片的时钟频率控制频率采样电路进行电压采样并输出采样电压其中，VDD为采样电路内部的电压源电压，等效电阻f_CLK为芯片的时钟频率，R1、C1为设定值；

根据芯片时钟频率控制数据转换电路对采样电压VI进行数据转换和均值计算，并输出均值电压信号VO；

比较器接收所述均值电压信号VO，并与输入的基准电压VREF进行比较，输出比较结果；

监控器接收所述比较结果，判断芯片时钟频率是否发生异常，并在异常时控制输出报警信号。