发布日期：2023/10/10

 作者:

Anne-Lise RIBOTTA - ENSM.SE

对微电子工业来说，开发最先进的工具和技术来确保其产品达到最高的安全级别是极其重要的。在电子产品及元件中采用安全芯片为该行业的研究人员带来了许多可能性；然而随着新安全技术的问世，研究人员必须开发出新的方法来防止黑客攻击。业内专家面临的挑战是预测潜在的安全威胁，并掌握黑客可能使用的技术，从而提前制定最佳的应对措施。

Micro-PackS 技术联盟位于法国戈尔丹圣艾第安矿业学校的普罗旺斯微电子中心，是法国首个国家级研发机构，专注于解决微技术组装和安全问题。该机构的安全特性实验室开发了多个测试台，采用不同的方法来记述芯片板和手机等系统的安全特性。

该实验室主要开发微封装、通讯物件、安全性等周边物品，且可将实验设备共享给大中小型企业和大学科研人员。当地的CEA-Léti/ENSM.SE-CMP团队STMicroelectronics 在Gemalto等公司的协助下为建立和维护实验室做出了积极贡献。

复杂的自动化平台

实验室的作用是为用户提供所需的设备、方法来实现以下目的：

• 增加对容易导致黑客攻击的物理现象的了解
• 在整个开发过程中评估应对措施的效率
• 在进行认证之前记述产品特性并提高产品安全性
• 预测未来可能的攻击情况，特别是特定信息提取技术的攻击

该实验室帮助电子制造商快速记述安全组件的特性，为中小型企业提供高性能的设备，并使得研究人员有机会提高他们的安全知识。

该实验室配有5个测试台，包括激光、参数测试、电磁场、消费电子产品平台与非接触式系统测试台[标签和近场通信技术(NFC)物品]。非接触式系统测试台由NI用于射频调制的产品构成， 包括NI PXI-5600上变频器、 PXI-5610下变频器，该测试台也包括实时信号处理产品，如由LabVIEW FPGA模块控制的NI PCI-5640R现场可编程门阵列(FPGA)控制卡。

每个测试台都建立在用于驱动特性描述设备的计算装置上，测试台组件包含示波器、发生器（激光、电子或电磁脉冲）以及用于定位与待测系统匹配的对象和阅读器的X-Y表格。该装置通过负责时间控制的FPGA模块实现同步。测试台组件之间通过RS232、 GPIB、 PXI或以太网等数字总线（具体依设备不同而定）实现对话。

我们面临的挑战是实现这些测试平台的自动化、标准化，使所有实验室使用者仅需少许的培训便可高效快速地了解产品的特性。这就需要开发团队设计一个能够轻松集成所有测试设备的解决方案。

该团队着手开发了一个适用于所有总线的可扩展软件架构。我们希望能够灵活地为实验室添加软件和硬件组件，同时确保维护的方便性。此外，该解决方案必须能随着部分或全部系统的变化而变化，并可通过增加新功能或硬件来持续完善系统。

为了满足这些要求，我们选择了LabVIEW图形化系统设计软件作为解决方案。LabVIEW具有丰富的仪器驱动程序库，可轻松连接多台设备，包括无缝支持各种总线，并可帮助工程师快速开发先进的人机界面。在开发过程中，该团队参考了Peter A. Blume 所著的 《LabVIEW Style Book》一书，以寻求适用于复杂应用的快速简便方法。

应用开发

应用的实现分成三个阶段：规格参数定义、软件架构和应用开发。

第一阶段是收集所有测试台的规格参数。我们精确地定义了应用的需求，从而创建了一个完整的软硬件规格参数文档。

第二阶段是定义软件架构，即由队列系统控制的两个状态机。一个状态机负责设备和人机界面的管理，另一个状态机负责安全组件测试。这两个状态机能够根据现有设备和/或即将进行的测试来自动配置软件。该特性使LabVIEW 应用程序可安装于任何测试台，便于维护。

对上述步骤进行验证后，团队便开始开发LabVIEW代码，轻松快速地实现通过队列控制的状态机。

测试结果

基于LabVIEW的新软件解决方案可让实验室使用者根据需要对电子元件进行特性记述。该解决方案安装在所有的测试平台，为整个安全实验室提供了持续稳定性和一致性。

该应用程序具有可扩展的设计结构，因而将可轻松地集成新设备和新测试台。 LabVIEW可确保安全实验室持续快速地提高安全级别，并轻松地应对未来的各种隐患。