作者:

Anne-Lise RIBOTTA - ENSM.SE

對微電子工業來說，開發最先進的工具和技術來確保其產品達到最高的安全級別是極其重要的。在電子產品及元件中采用安全芯片為該行業的研究人員帶來了許多可能性；然而隨著新安全技術的問世，研究人員必須開發出新的方法來防止黑客攻擊。業內專家面臨的挑戰是預測潛在的安全威脅，并掌握黑客可能使用的技術，從而提前制定最佳的應對措施。

Micro-PackS 技術聯盟位于法國戈爾丹圣艾第安礦業學校的普羅旺斯微電子中心，是法國首個國家級研發機構，專注于解決微技術組裝和安全問題。該機構的安全特性實驗室開發了多個測試臺，采用不同的方法來記述芯片板和手機等系統的安全特性。

該實驗室主要開發微封裝、通訊物件、安全性等周邊物品，且可將實驗設備共享給大中小型企業和大學科研人員。當地的CEA-Léti/ENSM.SE-CMP團隊STMicroelectronics 在Gemalto等公司的協助下為建立和維護實驗室做出了積極貢獻。

復雜的自動化平臺

實驗室的作用是為用戶提供所需的設備、方法來實現以下目的：

• 增加對容易導致黑客攻擊的物理現象的了解
• 在整個開發過程中評估應對措施的效率
• 在進行認證之前記述產品特性并提高產品安全性
• 預測未來可能的攻擊情況，特別是特定信息提取技術的攻擊

該實驗室幫助電子制造商快速記述安全組件的特性，為中小型企業提供高性能的設備，并使得研究人員有機會提高他們的安全知識。

該實驗室配有5個測試臺，包括激光、參數測試、電磁場、消費電子產品平臺與非接觸式系統測試臺[標簽和近場通信技術(NFC)物品]。非接觸式系統測試臺由NI用于射頻調制的產品構成， 包括NI PXI-5600上變頻器、 PXI-5610下變頻器，該測試臺也包括實時信號處理產品，如由LabVIEW FPGA模塊控制的NI PCI-5640R現場可編程門陣列(FPGA)控制卡。

每個測試臺都建立在用于驅動特性描述設備的計算裝置上，測試臺組件包含示波器、發生器（激光、電子或電磁脈沖）以及用于定位與待測系統匹配的對象和閱讀器的X-Y表格。該裝置通過負責時間控制的FPGA模塊實現同步。測試臺組件之間通過RS232、 GPIB、 PXI或以太網等數字總線（具體依設備不同而定）實現對話。

我們面臨的挑戰是實現這些測試平臺的自動化、標準化，使所有實驗室使用者僅需少許的培訓便可高效快速地了解產品的特性。這就需要開發團隊設計一個能夠輕松集成所有測試設備的解決方案。

該團隊著手開發了一個適用于所有總線的可擴展軟件架構。我們希望能夠靈活地為實驗室添加軟件和硬件組件，同時確保維護的方便性。此外，該解決方案必須能隨著部分或全部系統的變化而變化，并可通過增加新功能或硬件來持續完善系統。

為了滿足這些要求，我們選擇了LabVIEW圖形化系統設計軟件作為解決方案。LabVIEW具有豐富的儀器驅動程序庫，可輕松連接多臺設備，包括無縫支持各種總線，并可幫助工程師快速開發先進的人機界面。在開發過程中，該團隊參考了Peter A. Blume 所著的 《LabVIEW Style Book》一書，以尋求適用于復雜應用的快速簡便方法。

應用開發

應用的實現分成三個階段：規格參數定義、軟件架構和應用開發。

第一階段是收集所有測試臺的規格參數。我們精確地定義了應用的需求，從而創建了一個完整的軟硬件規格參數文檔。

第二階段是定義軟件架構，即由隊列系統控制的兩個狀態機。一個狀態機負責設備和人機界面的管理，另一個狀態機負責安全組件測試。這兩個狀態機能夠根據現有設備和/或即將進行的測試來自動配置軟件。該特性使LabVIEW 應用程序可安裝于任何測試臺，便于維護。

對上述步驟進行驗證后，團隊便開始開發LabVIEW代碼，輕松快速地實現通過隊列控制的狀態機。

測試結果

基于LabVIEW的新軟件解決方案可讓實驗室使用者根據需要對電子元件進行特性記述。該解決方案安裝在所有的測試平臺，為整個安全實驗室提供了持續穩定性和一致性。

該應用程序具有可擴展的設計結構，因而將可輕松地集成新設備和新測試臺。 LabVIEW可確保安全實驗室持續快速地提高安全級別，并輕松地應對未來的各種隱患。