SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊:技術剖析與應用指南
在當今數字化時代,硬件安全至關重要,可信平臺模塊(TPM)作為保障系統安全的關鍵組件,發揮著重要作用。今天我們就來深入了解一下 SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊。
文件下載:SLB 9670VQ1.2 FW6.41GOOG.pdf
一、概述
SLB 9670 是一款基于先進硬件安全技術的可信平臺模塊,它已獲得 CC EAL4+ 認證,為其他 TPM 產品和固件升級奠定了基礎。該模塊采用 PG - VQFN - 32 - 13 封裝,支持最高 43 MHz 傳輸速率的 SPI 接口,符合 TCG 家族 1.2 規范。
主要特性
- 溫度范圍:具備標準(-20.. +80°C)和增強(-40.. +85°C)兩種溫度范圍版本,可適應不同的工作環境。
- 低功耗設計:針對電池供電設備進行了優化,典型待機功耗僅 110μA。
- 豐富功能:擁有 24 個 PCR、6kByte 免費非易失性(NV)內存、最多 10 個并發會話、最多可將八個 2048 位密鑰加載到易失性存儲中、16 個用于存儲最多 2048 位密鑰的插槽、8 個單調計數器以及 1280 Byte 的 I/O 緩沖區。
- 系統支持:得到 Linux 內核的內置支持。
電源管理
SLB 9670 的電源管理由內部處理,沒有顯式的掉電或待機模式。在每次成功的命令/響應事務后,設備會自動進入低功耗狀態。當主機平臺在 SPI 總線上啟動事務時,設備會立即喚醒,并在事務完成后返回低功耗模式。大家在實際應用中,是否會遇到因為電源管理不當而影響設備性能的情況呢?
二、設備類型與訂購信息
| SLB 9670 產品家族采用 VQFN 封裝,有兩種版本: | 設備名稱 | 封裝 | 備注 |
|---|---|---|---|
| SLB 9670VQ1.2 | PG - VQFN - 32 - 13 | 標準溫度范圍 | |
| SLB 9670XQ1.2 | PG - VQFN - 32 - 13 | 增強溫度范圍 |
在選擇設備時,我們需要根據實際的使用環境來確定合適的版本,你在選型時會重點考慮哪些因素呢?
三、引腳描述
引腳類型與功能
| 引腳編號 | 名稱 | 引腳類型 | 緩沖類型 | 功能 |
|---|---|---|---|---|
| 20 | CS# | I | ST | 芯片選擇,SPI 芯片選擇信號(低電平有效) |
| 19 | SCLK | I | ST | SPI 時鐘,僅支持 SPI 模式 0 |
| 21 | MOSI | I | ST | 主出從入(SPI 數據),從主機接收的 SPI 數據 |
| 24 | MISO | O | TS | 主入從出(SPI 數據),發送到 SPI 總線主機的 SPI 數據 |
| 18 | PIRQ# | O | OD | 中斷請求,向主機發送的中斷請求信號,無內部上拉電阻,中斷低電平有效 |
| 17 | RST# | I | ST | 復位,外部復位信號,低電平有效,通常連接到主機的 PCIRST# 信號,有弱內部上拉電阻 |
| 6 | GPIO | I/O | TS | 通用 I/O 引腳,定義為 GPIO - Express - 00,可留空,有內部上拉電阻 |
| 7 | PP | I | ST | 物理存在,應連接到跳線,標準位置將引腳連接到 GND,連接到 VDD 時啟用某些特殊命令,可留空,有內部下拉電阻 |
電源引腳
| 引腳編號 | 名稱 | 引腳類型 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 8,22 | VDD | PWR | 電源,所有 VDD 引腳必須外部連接,并通過 100 nF 電容旁路到 GND |
| 2, 9, 23, 32 | GND | GND | 接地,所有 GND 引腳必須外部連接 |
未連接引腳
部分引腳未連接,如 29、30 引腳必須保持浮空,而 3 - 5、10 - 13、15、25 - 28、31 等引腳內部未連接,但可外部連接。還有 1、14 引腳內部未連接,在 TCG 規范中定義為 VDD,可連接 VDD;16 引腳內部未連接,在 TCG 規范中定義為 GND,可連接 GND。在實際電路設計中,對于這些未連接引腳的處理需要格外小心,你有沒有遇到過因為引腳處理不當而導致的問題呢?
典型原理圖
典型原理圖展示了 SLB 9670 的電源引腳應通過靠近設備的電容旁路到 GND,物理存在輸入可連接到跳線,也可由其他設備驅動,這取決于具體應用或平臺。
四、電氣特性
絕對最大額定值
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 電源電壓 | VD | -0.3 | 7.0 | V | ||
| 任何引腳電壓 | Vmax | -0.3 | VDD + 0.3 | V | ||
| -0.5 | VDD + 0.5 | V | VDD = 3.3 V ± 10%;引腳 MISO、MOSI、SCLK 和 CS# | |||
| 環境溫度 | TA | -20 | 85 | °C | 標準溫度設備 | |
| 環境溫度 | TA | -40 | 85 | °C | 增強溫度設備 | |
| 存儲溫度 | Ts | -40 | 125 | °C | ||
| ESD 魯棒性 HBM: 1.5 kΩ, 100 pF | VESD,HBM | 2000 | V | 根據 EIA/JESD22 - A114 - B | ||
| ESD 魯棒性 | VESD,CDM | 500 | V | 根據 ESD 協會標準 STM5.3.1 - 1999 | ||
| 閂鎖抗擾度 | latch | 100 | mA | 根據 EIA/JESD78 |
需要注意的是,超過這些最大值可能會對設備造成永久性損壞,長時間暴露在絕對最大額定值條件下可能會影響設備可靠性。
功能工作范圍
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 電源電壓 | VD | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V | |
| 1.65 | 1.8 | 1.95 | V | |||
| 環境溫度 | TA | -20 | 85 | °C | 標準溫度設備 | |
| 環境溫度 | TA | -40 | 85 | °C | 增強溫度設備 | |
| 有用壽命 | 5 | y | ||||
| 工作壽命 | 5 | y | ||||
| 整個壽命期間的平均 TA | 55 | °C |
設備在占空比為 100% 時有用壽命為 5 年,占空比為 70% 時可保證 7 年的有用壽命,且假設設備在最大有用壽命的約 5% 時間內用于計算。
DC 特性
在 (T{A}=25^{circ} C) ,(V{D D}=3.3 V pm 0.3 V) 或 (V_{D D}=1.8 ~V pm 0.15 ~V) 條件下,給出了不同引腳的電流消耗、輸入輸出電壓、輸入泄漏電流、輸入電容等參數。例如,活動模式下的電流消耗最大為 25 mA,睡眠模式下典型電流消耗為 110μA。
AC 特性
同樣在上述溫度和電壓條件下,給出了設備復位脈沖寬度、SPI 接口的時鐘頻率、周期、高低時間、建立時間、保持時間等參數。例如,SCLK 頻率在 (V{DD,typ }=3.3V) 時最大為 43 MHz,在 (V{DD, typ }=1.8 ~V) 時為 22.5 MHz。
時序
復位信號釋放后,部分焊盤最多在 500μs 內禁用。在設計電路時,我們需要充分考慮這些時序參數,以確保設備的正常工作,你在處理時序問題上有什么經驗呢?
五、封裝尺寸(VQFN)
封裝類型
PG - VQFN - 32 - 13 采用帶盤包裝,每盤 5000 個,盤直徑 330mm。
推薦焊盤
推薦的 PG - VQFN - 32 - 13 封裝焊盤,其暴露焊盤內部連接到 GND,外部也應連接到 GND。
芯片標記
芯片標記分為三行:第一行為 SLB9670;第二行為 VQ12 yy 或 XQ12 yy(yy 為內部固件指示);第三行為批次號和日期碼。
總之,SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊在硬件安全領域具有重要的應用價值。在實際設計中,我們需要根據其各項特性和參數,合理選擇設備、設計電路,以確保系統的安全性和穩定性。你在使用類似 TPM 模塊時,有沒有遇到過一些獨特的挑戰呢?歡迎在評論區分享你的經驗。
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