大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是ARM Cortex-M功能模块,不过侧重点是三款安全特性处理器。

  ARM Cortex-M处理器家族发展至今(2020),已有8代产品,除了上一篇 《Cortex-M功能模块看差异》 介绍过的CM0/CM0+、CM1、CM3、CM4、CM7,还有主打安全特性的CM23、CM33、CM35P。

1.Cortex-M安全特性

  近几年来, 物联网成为了嵌入式系统开发者们的热门话题。当你提及物联网,安全是每个人都十分关注的话题。嵌入式系统产品需要更好的方案来保证系统的安全。鉴于此,ARM发布了全新ARMv8-M架构,以及基于该架构的三款处理器ARM Cortex-M23/33/35P,引入了如下安全特性:

1.1 TrustZone

  ARMv8-M架构包含了一个叫做TrustZone的安全扩展,这项安全加密技术诞生于2004年,之后随着移动应用的普及在Cortex-A系列处理器上发扬光大。而在物联网的嵌入式领域中,一直都使用功耗比更加优秀的Cortex-M处理器并不具有此功能,直到现在Cortex-M23/33的出现,才将这种技术带到了物联网底层中。
  TrustZone导入了安全和非安全状态的正交划分,非安全状态的软件只能访问非安全状态的存储空间和外围设备,安全软件可以访问两种状态下的所有资源。TrustZone安全机制可以阻止黑客控制整个设备,限制了攻击的影响,还可以实现系统远程恢复。此外ARMv8-M架构也引入了堆栈边界检查和增强的MPU设计,促使额外安全措施的采用。

1.2 Anti-tampering

  物理攻击的定义可分为侵入式及非侵入式攻击等两大类,侵入式攻击需要拆除芯片封装,利用芯片层级的漏洞发动攻击,而非侵入式攻击,则如旁路攻击(Side-Channel Attacks,简称SCA),在距离芯片很近的情况下,侦测如芯片的耗电或在操作密码时放射出的电磁场等外洩的信息。这两种攻击的目标不外乎在装置植入恶意程序,或是取得内部敏感信息。
  ARM推出的全新Cortex-M35P,是Cortex-M产品线中首款具备防窜改以及防御物理攻击能力的处理器。Cortex-M35P搭载与SC000、SC300等SecurCore处理器相同的防窜改技术,可帮助嵌入式安全开发人员阻止物理篡改并实现更高级别的安全认证。

2.Cortex-M功能模块差异

  由于CM23是CM0/CM0+的升级,CM33是CM3/CM4的升级,故我们仅针对性地比较原版与升级版内核。

2.1 CM0+ vs CM23

  那么CM23到底改进了什么?

  • ARMv8-M Baseline CPU内核:ARM公司于2016年推出的内核。相比ARMv6-M新增了32-bit硬件除法器。
  • NVIC嵌套向量中断控制器:最大支持240个外部中断,但保持4级抢占优先级(2bit)不变。
  • AHB5总线:一条32bit AMBA-5标准的高性能system总线负责所有Flash、SRAM指令和数据存取。。
  • MPU存储器保护单元:最大可将内存分为16*8个region。
  • 调试模块:最大4个硬件断点Breakpoint保持不变,数据监测点Watchpoint最大增为4个。
  • ETM跟踪单元:ETM提供实时指令和数据跟踪。
  • Systick定时器:定时器个数增大到2个。

  那么CM23到底增加了什么?

  • TrustZone软件安全特性:,TrustZone导入了安全和非安全状态的正交划分,非安全状态的软件只能访问非安全状态的存储空间和外围设备,安全软件可以访问两种状态下的所有资源。

2.2 CM4 vs CM33

  前面比较完了CM0+与CM23,再来看看CM33比CM4增强在了哪里:

  那么CM33到底改进了什么?

  • ARMv8-M Mainline CPU内核:ARM公司于2016年推出的内核。相比ARMv7E-M去除了指令分支预测。
  • NVIC嵌套向量中断控制器:最大支持480个外部中断,但保持8-256级优先级(8bit)不变。
  • 2x AHB5总线:2条AHB5总线,其中AHB-P外设接口完成原来system总线功能, AHB-S从属接口负责外部总线控制器(如DMA)功能。
  • MPU存储器保护单元:最大可将内存分为16*8个region。
  • Systick定时器:定时器个数增大到2个。

  那么CM33到底增加了什么?

  • TrustZone软件安全特性:TrustZone导入了安全和非安全状态的正交划分,非安全状态的软件只能访问非安全状态的存储空间和外围设备,安全软件可以访问两种状态下的所有资源。

2.3 CM33 vs CM35P

  前面比较完了CM33与CM4,再来看看CM35P比CM33增强在了哪里:

  那么CM35P到底改进了什么?

  额,CM35P相比CM33并没有改进什么现有模块。

  那么CM35P到底增加了什么?

  • I-Cache缓存区:即是我们通常理解的L1 Cache,Cache大小为2-16KB。
  • Anti-tampering物理安全特性:具备抵御各种物理攻击的设计,能够透过嵌入式安全机制协助开发者防御物理窜改攻击,让产品取得更高层级的安全认证。

痞子衡嵌入式:ARM Cortex-M内核那些事(3.2)- 安全模块看特性(M23/33/35P)的更多相关文章

  1. 痞子衡嵌入式:ARM Cortex-M内核那些事(6)- 系统堆栈机制

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是ARM Cortex-M堆栈机制. 今天给大家分享的这篇依旧是2016年之前痞子衡写的技术文档,花了点时间重新编排了一下格式.前面痞子衡 ...

  2. 痞子衡嵌入式:ARM Cortex-M内核那些事(9.1)- 存储保护(MPU - PMSAv6/7)

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是ARM Cortex-M存储保护模块(MPU). <ARM Cortex-M内核MCU开发那些事>的内核篇连载最早是 201 ...

  3. 痞子衡嵌入式:ARM Cortex-M调试那些事(1)- 4线协议标准(JTAG)

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家讲的是嵌入式调试里的接口标准JTAG. 在结束<ARM Cortex-M文件那些事>系列文章之后,痞子衡休整了一小段时间,但是讲课的 ...

  4. 痞子衡嵌入式:ARM Cortex-M文件那些事(1)- 源文件(.c/.h/.s)

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家讲的是嵌入式开发里的source文件. 众所周知,嵌入式开发属于偏底层的开发,主要编程语言是C和汇编.所以本文要讲的source文件主要指的就是 ...

  5. 痞子衡嵌入式:ARM Cortex-M文件那些事(3)- 工程文件(.ewp)

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家讲的是嵌入式开发里的project文件. 前面两节课里,痞子衡分别给大家介绍了嵌入式开发中的两种典型input文件:源文件(.c/.h/.s). ...

  6. 痞子衡嵌入式:Ethos-U55,ARM首款面向Cortex-M的microNPU

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是ARM Ethos-U55. ARM 前几天刚发布了 Cortex-M 家族最新一款内核 - Cortex-M55 以及首款面向 Cor ...

  7. 痞子衡嵌入式:链接函数到8字节对齐地址或可进一步提升i.MXRT内核执行性能

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家分享的是i.MXRT上进一步提升代码执行性能的经验. 今天跟大家聊的这个话题还是跟痞子衡最近这段时间参与的一个基于i.MXRT1170的大项目有 ...

  8. 痞子衡嵌入式:超级下载算法(RT-UFL)开发笔记(1) - 执行在不同CM内核下

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是超级下载算法开发笔记(1)之执行在不同CM内核下. 文接上篇 <RT-UFL - 一个适用全平台i.MXRT的超级下载算法设计&g ...

  9. 痞子衡嵌入式:盘点国内RISC-V内核MCU厂商

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是国内RISC-V内核MCU厂商. 虽然RISC-V风潮已经吹了好几年,但2019年才是其真正进入主流市场的元年,最近国内大量芯片公司崛起 ...

随机推荐

  1. C++ 图片格式转化和压缩

    在做人脸识别底库图片导入的时候,需要支持主流的图片的格式,如jpeg.bmp.png等格式.所以需要对图片进行格式转化.图片过大的话,还有进行缩放等.本文介绍的是利用cximage开源库,来进行对图片 ...

  2. Java 学习笔记(8)——匿名对象与内部类

    一般在编写代码时可能会遇到这样的场景--在某些时候,我需要定义并某个类,但是只会使用这一次,或者是某个类对象只会使用一次,为它们专门取名可能会显的很麻烦.为了应对这种情况,Java中允许使用匿名对象和 ...

  3. C\C++串口通信编程的一点技术记录

    新工作接的第一个活,要写一个配合设备调试的上位机程序. 除了MFC界面的部分,就是要处理几条命令. 串口通信部分代码借鉴的是这一篇文章:http://blog.sina.com.cn/s/blog_a ...

  4. Mac-安装命令一览表

    最近一直在学习Mac,可谓是撞了南墙撞西墙,各种问题需要动手去解决. 今天整理下在笔者Mac下面的各种命令 苹果自带的命令 sudo git ruby node 需要我们安装的命令 brew gem ...

  5. PHP常用函数拾遗

     PHP中常用过滤函数addslashes().mysql_real_escape_string().mysql_escape_string() 如addslashes().mysql_real_es ...

  6. VRchat模型之unity

    VRChat模型制作及上传总篇(包含总流程和所需插件):https://www.cnblogs.com/raitorei/p/12015876.html 0.新建工程, 导入VRCSDK及动态骨骼插件 ...

  7. Deep Learning ——Yann LeCun,Yoshua Bengio&Geoffrey Hinton

    引言: 深度学习的本质是用多层的神经网络找到一个可以被学习的复杂的函数实现语音识别,图像识别等功能. 多层神经网络的结构: 多层神经元的组成,每一层的输入都等于上一层的输出. 应用领域:cv,nlp ...

  8. codeforces -1214 E

    题目https://codeforces.com/problemset/problem/1214/E 就是得知奇数之间不产生影响,先造出一条链,再用偶数往里插就行.链要di从大到小排个序呀!! #in ...

  9. Linux下卸载oracle需要删除的文件

    卸载oracle需要删除的文件 rm -rf /data1/oracle/app  #oracle安装目录在/data1/oracle中 rm -rf /usr/local/bin/dbhome rm ...

  10. JWT实现授权认证

    目录 一. JWT是什么 二. JWT标准规范 三. 核心代码简析 四. 登录授权示例 五. JWT 使用方式 六. JWT注意事项 一. JWT是什么 JSON Web Token(JWT)是目前最 ...