(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210337323.4 (22)申请日 2022.03.31 (71)申请人 北京中电华大电子设计有限责任公 司 地址 102209 北京市昌平区北七家镇未来 科技城南区中国电子网络安全和信息 化产业基地C 栋 (72)发明人 张洪波　杨雅雯　赵满怀　陈波涛　 (51)Int.Cl. G06F 11/26(2006.01) G06F 11/263(2006.01) G01R 31/28(2006.01) G06F 8/61(2018.01) G06F 9/445(2018.01) G06F 9/455(2006.01) G06F 21/62(2013.01)G06F 21/60(2013.01) G06F 13/16(2006.01) G06F 11/14(2006.01) (54)发明名称 一种支持程序固化的仿真器及方法 (57)摘要 本发明公开一种支持程序固化的仿真器及 方法,应用于芯片仿真调试领域。 本发明的仿真 器由仿真器调试模块、 备份存储器、 芯片功能调 试模块、 芯片功能仿真模块组成， 仿真器调试模 块通过芯片功能调试模块向备份存储器下载程 序数据， 芯片功能调试模块在仿真器上电后从备 份存储器加载程序数据到芯片功能仿真模块， 并 控制芯片功能仿真模块复位和运行程序。 本发明 的仿真器采用RA M仿真芯片NV M， 提出了仿真器进 行程序固化和加载运行的方法。 本发 明的仿真器 支持密文备份存储， 实现对程序的安全保护； 支 持在线和非在线程序调试运行， 便于软件的开发 和测试， 提高了芯片研发效率。 权利要求书3页 说明书5页 附图1页 CN 114756422 A 2022.07.15 CN 114756422 A 1.一种支持程序固化的仿真器， 其特征在于， 所述仿真器包括仿真器调试模块、 备份存 储器、 芯片功能调试模块、 芯片功能仿真模块， 其中： 仿真器调试模块， 与芯片功能调试模块相连， 控制芯片功能调试模块对芯片功能仿真 模块进行调 试， 仿真器调试模块用于产生明文和密文的程序数据， 并实现程序数据的下载 功能； 备份存储器， 与芯片功能调试模块相连， 用于存储程序数据， 实现仿真器下电后 程序数 据保持功能； 芯片功能调试模块， 接收和响应仿真器调试模块发送的调试命令和数据， 写入或读出 备份存储器中程序数据， 并实现对芯片功能仿真模块的调试功 能， 对芯片功 能仿真模块中 的程序数据进行读写访问； 芯片功能仿真模块， 与芯片功能调试模块相连， 通过芯片调试接口和数据访 问接口与 芯片功能调试模块进行 数据交互， 并实现对芯片功能的仿真。 2.根据权利要求1所述的一种支持程序固化的仿真器， 其特征在于， 所述芯片功能仿真 模块由芯片功能模块和芯片NVM模块组成， 其中： 芯片功能模块， 用于仿真芯片功能， 芯片功能模块具有访问芯片NVM模块中程序数据的 权限管理功能， 并实现对芯片NVM模块中的程序存 入加密、 读出解密的功能； 芯片NVM模块， 用于 仿真芯片NVM存 储器， 并实现访问存 储器数据的数据访问接口。 3.根据权利要求1所述的一种支持程序固化的仿真器， 其特征在于， 所述芯片功能调试 模块， 由访问控制模块和地址配置模块组成， 其中： 访问控制模块， 实现对芯片功能模块的调试控制及程序下载功能； 访 问控制模块输出 复位信号至芯片功能模块， 复位信号为低电平有效时芯片功能模块被复位， 复位信号为高 电平无效时芯片功能模块正常运行； 访问控制模块输出权限控制信号至芯片功能模块， 实 现对芯片NVM模块访问的权限控制； 访问控制模块输出访问控制 信号至访问选择模块， 访问 控制模块通过数据访问接口读写RAM存储器模块； 访问控制 信号为低电平无效时， 访问控制 模块通过芯片调试接口读写RAM存 储器模块中的数据； 地址配置模块， 与访问控制模块、 备份存储器相连， 将程序的明文逻辑地址转换成程序 在备份存储器存储的物理地址； 地址配置模块中存放多组映射表， 每组映射表定义一段程 序数据的明文逻辑地址与备份存储器物理地址的对应关系， 支持仿 真器调试模块对映射表 进行配置 。 4.根据权利要求2所述的一种支持程序固化的仿真器， 其特征在于， 所述芯片NVM模块， 由NVM接口模块、 RAM存 储器模块、 地址映射模块、 访问选择模块共4部分组成： NVM接口模块， 将芯片功能模块的NVM 接口转换为RAM存 储器模块的RAM 接口； RAM存储器模块， 由RAM_1～RAM_n多块RAM组成， 实现芯片的NVM存储器功能， 芯片NVM模 块中的程序数据存储在RAM_1～RAM_n中， RAM存储器模块中的程序数据不仅包含可执行的 程序代码， 也包 含执行程序需要固化的各种数据； 地址映射模块， 实现多组地址映射寄存器， 将程序数据的明文逻辑地址转换成RAM_1～ RAM_n对应存 储空间的物理地址， 支持仿真器调试模块对地址映射寄存器进行配置； 访问选择模块， 此模块输入的访 问控制信号决定NVM接口模块还是地址映射模块访问 RAM存储器模块， 访问控制模块和地址映射模块共同实现访问控制模块通过数据访问接口权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114756422 A 2直接读写RAM存 储器模块中加密的程序数据的功能。 5.根据权利要求1所述的一种支持程序固化的仿真器， 其特征在于通过芯片调试接口 读写的程序数据为明文， 通过数据访问接口读写的程序数据为密文； 仿真器调试模块产生 的明文程序数据， 和访问控制模块从芯片调试接口读写的程序数据相同； 仿真器调试模块 产生的密文程序数据， 和访问控制模块从数据访问接口读写的程序数据相同； 仿真器调试 模块产生的明文和密文的程序数据相比， 程序数据的地址相同， 密文数据是 由明文数据加 密生成， 加密方式与芯片功能模块的加密方式一 致。 6.一种支持程序固化的方法， 应用于权利要求1所述的仿真器， 其特征在于芯片功能调 试模块向备份存储器下载程序， 在仿真器上电后芯片功能调试模块从备份存储器加载程序 数据到RAM存储器模块， 芯片功能模块在芯片功能调试模块控制下完成复位并开始执行RAM 存储器模块中的程序， 所述方法包括： 程序固化 流程、 程序加载运行流 程。 7.根据权利要求6所述的一种支持程序固化的方法， 其特征在于， 所述程序固化流程实 现了间接下载， 间接下载是指 仿真器调试模块将明文或密 文的程序数据， 先下载到RAM存储 器模块， 再通过访问控制模块 从RAM存储器模块中读出程序数据下载到备份存储器， 步骤如 下： 步骤1， 访问控制模块在仿真器调试模块控制下， 将复位信号配置为有效； 步骤2， 访 问控制模块在仿真器调试模块控制下， 将权限控制信号配置为有效， 将访问 控制信号配置为无效； 步骤3， 访 问控制模块在仿真器调试模块控制下， 将复位信号配置为无效， 芯片功能模 块开始运行； 步骤4， 仿真器调试模块将程序的明文数据写入RAM存 储器模块； 步骤5， 将RAM存 储器模块中的程序数据固化到备份存 储器， 有两种方法： 备份存储器存放明文程序数据的固化方法： 访 问控制模块在仿真器调试模块控制下， 通过芯片调试接口从RAM存 储器模块读出程序数据并写入备份存 储器； 备份存储器存放密文程序数据的固化方法： 访 问控制模块在仿真器调试模块控制下， 将访问控制信号配置为有效， 通过数据访问接口从RAM存储器模块读出程序数据并写入备 份存储器。 8.根据权利要求6所述的一种支持程序固化的方法， 其特征在于， 所述程序加载运行流 程分为两种流 程： 1)备份存 储器存放的程序数据为明文， 步骤如下： 步骤1， 访 问控制模块将复位信号配置为无效， 将权限控制信号配置为有效， 将访问控 制信号配置为无效， 通过芯片调试接口从备份存 储器读出程序数据并写入RAM存 储器模块； 步骤2， 访问控制模块将权限控制信号配置为无效， 芯片功能模块对RAM存储器模块访 问权限与芯片设计一 致； 步骤3， 访 问控制模块将复位信号先配置为有效， 再配置为无效， 使芯片功能模块产生 一次复位后从RAM存 储器模块读出程序开始运行； 2)备份存 储器存放的程序数据为密文， 步骤如下： 步骤1， 访问控制模块先将复位信号和访问控制信号都配置为有效， 再从备份存储器读 出程序数据并通过 数据访问接口写入RAM存 储器模块；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114756422 A 3