应用笔记|STM32L4、STM32L4+和STM32G4系列微控制器上的专利代码读取保护

STM32单片机 2023-01-11 3595

描述

软件提供商正在开发被称为IP（知识产权）代码的复杂中间件解决方案，保护它们对微控制器而言是一个非常重要的问题。为了满足这一重要要求，STM32L4、STM32L4 +和STM32G4系列MCU可提供以下保护功能：

• 读取保护（RDP）：防止进行读取操作

• 写保护：防止进行不需要的写入或擦除操作

• 专利代码读取保护（PCROP）：防止在闪存和SRAM存储器上进行读写操作。

• 防火墙：针对外部进程为敏感代码和数据提供访问保护。

本应用笔记对这些闪存保护功能进行了说明，重点介绍了专利代码读取保护（PCROP），并提供了PCROP保护的基本示例。防火墙保护（在STM32L4和STM32L4 +系列上可用）在www.st.com上的“ STM32L0 / L4防火墙概述”（AN4729）中进行了介绍。

目录预览

1 单分区存储器保护说明

2 PCROP示例

3 结论

1.单分区存储器保护说明

基于Arm(a)内核的STM32L4、STM32L4+和STM32G4系列微控制器采用多种机制，可对整个存储器或特定存储段进行读写保护。读保护用于保护代码免受外部访问的转储（SW IP保护），而写保护用于保护代码或数据不被意外改写或擦除。除闪存外，这些保护还扩展到STM32L4和STM32L4+系列的SRAM2，以及STM32G4系列的CCM（内核耦合存储器）SRAM。STM32L4xx MCU还具有防火墙机制，可在存储器中创建受信执行区域。

1.1 读取保护（RDP）

读取保护是全局闪存读保护，可保护片内固件代码，可以预防复制、逆向工程、使用调试工具读出或其他方式的入侵攻击。该保护应在二进制代码载入片内闪存后，由用户进行设置。读取保护适用于：

• 主闪存• 实时时钟（RTC）中的备份寄存器

• SRAM2（STM32L4/STM32L4+）或CCM-SRAM（STM32G4）

• 选项字节（仅限级别 2）。以下章节中对三个RDP级别（0，1和2）进行定义和描述

1.1.1 读保护级别0

级别0是默认级别，闪存完全打开，可在所有引导配置（调试功能，从RAM、从系统内存引导加载程序或从闪存启动）下进行全部内存操作。在这种模式下没有保护，该模式可满足开发和调试需求。

1.1.2 读保护级别1

激活读保护级别1时，即使是从SRAM或系统内存引导加载程序来启动，也不能使用调试功能（如串行线路或JTAG）分别访问（读取，擦除和编程）STM32L4/L4+和STM32G4系列的闪存或SRAM2和CCM-SRAM。在这些情况下，任何对受保护区域的读请求都会生成总线错误。

但是，当从闪存启动时，则允许从用户代码访问闪存和SRAM2（STM32L4/L4+）或CCM-SRAM（STM32G4）。

将RDP选项字节重新编程为级别0，可禁用RDP级别1保护，这会导致闪存被批量擦除；而且SRAM2（STM32L4/L4+）或CCM-SRAM（STM32G4）和备份寄存器会复位。

1.1.3 读保护级别2

激活RDP级别2时，级别1下提供的所有保护均有效，MCU受到全面保护。RDP选项字节和所有其他选项字节都会被冻结，不能再修改。JTAG、SWV（单线查看器）、ETM和边界扫描全部禁用。

从闪存启动时，用户代码可以访问内存内容。但是，不再能从SRAM或从系统内存引导加载程序启动。这种保护是不可逆的（JTAG熔断），所以不能回到保护级别1或0。

表 1根据保护级别和执行模式总结读取访问权限。

1.1.4 受RDP保护的STM32内部闪存内容更新

当Flash RDP保护激活时（级别1或级别2），内部闪存内容不能通过调试进行更新，或者当从SRAM或系统内存引导程序启动时也不能更新。

因此对最终产品的一个重要要求就是，能够将内部闪存中的固件升级为新的固件版本，添加新功能并修正潜在问题。该需求可以通过实现用户专用固件来解决，使用诸如USART的通信协议来进行重新编程过程，从而执行内部闪存的应用内编程（IAP）。

关于IAP的更多详细内容，请参考应用笔记AN3965，可在www.st.com上获取。

1.2 写保护

写保护用来保护指定内存区域的内容，避免更新或擦除代码段或非易失性数据。

1.2.1 闪存写保护

写保护区域的数量取决于闪存架构。对于STM32L4和STM32L4+系列，每个闪存中可以以2KB粒度定义最多2个区域。STM32G4 3类设备能够以单分区或双分区工作。

• 在单分区模式（DBANK = 0）中，最多能够以4 KB的粒度定义四个写保护区域。

• 在双分区模式（DBANK = 1）中，最多可以定义两个写保护区域每个存储库中2 KB的粒度。

STM32G4 Cat2设备只能在单个闪存库中工作。能够以2 KB粒度定义两个写保护区域。

图 1中的灰色区域是具有两个粒度为2 KB的写保护（WRP）区域的双分区结构的示例。

受保护区域无法被擦除和编程，任何写请求都会产生写保护错误。如果要擦除/编程的地址属于闪存中处于写保护状态的区域，则通过硬件将WRPERR标志置位。例如，如果闪存中至少有一页是写保护的，则不能对其进行批量擦除，并且设置WRPERR标志。

可通过嵌入式用户代码或使用STM32 ST-Link Utility软件和调试接口，进行使能或禁用写保护管理

1.2.2 SRAM2 CCM-SRAM写保护

在STM32L4/L4 +上，32KB的SRAM2可以通过1 KB页面单独进行写保护。该保护的设置由32位系统配置寄存器进行控制，并在启用后，只有系统复位才能对其进行禁用。

在STM32G4中，CCM-SRAM也可以通过1 KB的段进行写保护（3类设备为32 KB，2类设备为10 KB）。

本文档随附的X-CUBE-PCROP固件封装包含了PCROP示例的源代码，以及基于STM32L4系列微控制器运行示例所需的所有固件模块，并且该封装可轻松移植到STM32L4 +和STM32G4系列微控制器上。

本应用笔记必须与产品数据手册以及以下参考手册一起阅读，这些参考手册可从www.st.com获得：

• RM0351（STM32L4x5xx、STM32L4x6xx）

• RM0392 (STM32L4x1xx)• RM0394（STM32L43xxx、STM32L44xxx、STM32L45xxx、STM32L46xxx）

• RM0432（STM32L4Rxxx和STM32L4Sxxx）

• RM0440 (STM32G4xx）

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原文标题：应用笔记|STM32L4、STM32L4+和STM32G4系列微控制器上的专利代码读取保护

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