DE10203435A1 - Electronic circuit arrangement has a microcontroller with non- volatile memory for storage of a circuit identifier at first power-up to prevent microcontroller exchange and unauthorized circuit usage - Google Patents
Electronic circuit arrangement has a microcontroller with non- volatile memory for storage of a circuit identifier at first power-up to prevent microcontroller exchange and unauthorized circuit usageInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, umfassend eine elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweisende Leiterstruktur und einen der Leiterstruktur zugeordneten und mit dieser elektrisch verbundenen Mikrocontroller. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zuordnen eines Mikrocontrollers zu einer Leiterstruktur. The invention relates to a circuit arrangement comprising a Conductor structure comprising electrical and / or electronic components and one associated with the conductor structure and electrical with it connected microcontroller. The invention further relates to a method for Assign a microcontroller to a conductor structure.
Bei intelligenten elektronischen Lösungen werden Mikrocontroller eingesetzt. Die Mikrocontroller sind Teil einer umfangreicheren Schaltungsanordnung, die eine Leiterstruktur aufweisen. Teil der Leiterstrukturen sind elektrische/elektronische Komponenten. Der Mikrocontroller ist an die Leiterstruktur angeschlossen. Derartige Schaltungsanordnungen werden auch bei sicherheitsrelevanten Einrichtungen eingesetzt, insbesondere auch in Kraftfahrzeugen. Beispielsweise ist eine solche Schaltungsanordnung seinerseits wiederum Teil eines elektronischen Zentralsteuergerätes. Es hat sich gezeigt, daß Manipulationen an solchen Schaltungsanordnungen nicht ausgeschlossen werden können und die Schaltungsanordnung in Betrieb gesetzt werden kann, wenn andere Sicherungen dadurch überwunden worden sind, daß funktionstüchtige Module von parallelen Modellen eingesetzt werden, um beispielsweise das elektronische Zentralsteuergerät eines Kraftfahrzeuges zu überbrücken. Teil derartiger Manipulationsmaßnahmen kann auch der Austausch von Mikrocontrollern, die auf bestimmten Leiterstrukturen angeordnet sind, sein. Durch Austausch des Mikrocontrollers einer Schaltungsanordnung gegen einen, dessen Codierung bekannt ist und der somit in Betrieb gesetzt werden kann, kann eine Schaltungsanordnung grundsätzlich auch von Unbefugten betrieben werden. Dies ist jedoch unerwünscht. Intelligent electronic solutions become microcontrollers used. The microcontrollers are part of a larger one Circuit arrangement which have a conductor structure. Are part of the ladder structures electrical / electronic components. The microcontroller is on the Conductor structure connected. Such circuit arrangements are also used in safety-relevant facilities, in particular also in motor vehicles. For example, one is Circuit arrangement in turn part of an electronic central control unit. It has been shown that manipulation of such Circuit arrangements can not be excluded and the circuit arrangement can be put into operation if other fuses result have been overcome that functional modules of parallel Models are used, for example, the electronic To bridge the central control unit of a motor vehicle. Part of such Manipulation measures can also include the exchange of microcontrollers that are arranged on certain conductor structures. Through exchange the microcontroller of a circuit arrangement against one whose Coding is known and can thus be put into operation a circuit arrangement is also operated by unauthorized persons become. However, this is undesirable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, zum einen eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, daß die aufgezeigte Manipulation durch Austausch des Mikrocontrollers wirksam verhindert ist, und zum anderen ein Verfahren zum Zuordnen eines Mikrocontrollers zu einer Leiterstruktur zur Ausbildung einer Schaltungsanordnung vorzuschlagen, bei der der von der Leiterstruktur entfernte Mikrocontroller anderen Anwendungen nicht zuführbar ist. The object of the present invention is therefore, on the one hand To further develop circuit arrangement of the type mentioned at the beginning, that the manipulation shown by replacing the microcontroller is effectively prevented, and on the other hand a method of assignment a microcontroller to a ladder structure to form a Propose circuitry in which of the conductor structure remote microcontroller cannot be fed to other applications.
Die schaltungsanordnungsbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterstruktur elektrische und/oder elektronische Komponenten umfaßt, durch die bei einer Bestromung der Schaltungsanordnung eine von dem Mikrocontroller erfaßbare Kennung bereitgestellt ist, die nach einem erstmaligen Erfassen durch den Mikrocontroller in einem dem Mikrocontroller zugeordneten, nicht flüchtigen Datenspeicher abgelegt ist. The circuit arrangement-related task is invented solved in that the conductor structure electrical and / or electronic Components includes, when energized the Circuit arrangement provided an identifier that can be detected by the microcontroller which, after an initial detection by the microcontroller in a non-volatile data memory assigned to the microcontroller is filed.
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verfahren
zum Zuordnen eines Mikrocontrollers zu einer Leiterstruktur folgende
Schritte umfaßt:
- - Anschließen des Mikrocontrollers an die Leiterstruktur, die elektrische und/oder elektronische Komponenten umfaßt, durch die bei einer Bestromung der Schaltungsanordnung eine von dem Mikrocontroller erfaßbare Kennung bereitgestellt ist,
- - erstmaliges Bestromen der Schaltungsanordnung,
- - Erfassen der bei der Bestromung durch die Leiterstruktur bereitgestellten Kennung durch den Mikrocontroller,
- - Ablegen der von dem Mikrocontroller erfaßten Kennung in einem dem Mikrocontroller zugeordneten, nicht flüchtigen Datenspeicher,
- - Vergleichen der bei jeder weiteren Bestromung der Schaltungsanordnung von der Leiterstruktur bereitgestellten und von dem Mikrocontroller erfaßten Kennung mit der bei der ersten Bestromung in dem Datenspeicher hinterlegten und
- - bei fehlender Übereinstimmung zwischen der aktuell erfaßten Kennung und der in dem Datenspeicher hinterlegten Kennung Ausgabe eines Fehlerbefehls, durch den ein weiterer Betrieb des Mikrocontrollers verhindert wird.
- Connecting the microcontroller to the conductor structure, which comprises electrical and / or electronic components, by means of which an identifier that can be detected by the microcontroller is provided when the circuit arrangement is energized,
- - current supply to the circuit arrangement for the first time,
- Detection by the microcontroller of the identifier provided in the current supply by the conductor structure,
- Storing the identifier detected by the microcontroller in a non-volatile data memory assigned to the microcontroller,
- - Comparison of the identifier provided by the conductor structure and detected by the microcontroller with each further energization of the circuit arrangement with the identifier stored in the data memory during the first energization and
- - If there is a mismatch between the currently detected identifier and the identifier stored in the data memory, an error command is issued which prevents further operation of the microcontroller.
Bei der beanspruchten Schaltungsanordnung umfaßt die Leiterstruktur elektrische und/oder elektronische Komponenten, durch die bei einer Bestromung der Schaltungsanordnung eine Kennung bereitgestellt ist. Die Kennung ist dergestalt konzipiert, daß diese von dem Mikrocontroller erfaßbar ist. Nach einer körperlichen Ausbildung der Schaltungsanordnung durch elektrisches Verbinden des Mikrocontrollers mit der Leiterstruktur wird diese Kennung von dem Mikrocontroller bei einem ersten Bestromungsvorgang erfaßt und in einem dem Mikrocontroller zugeordneten, nicht flüchtigen Datenspeicher abgelegt. Durch diese Maßnahme ist der Mikrocontroller mit der Leiterstruktur der Schaltungsanordnung verheiratet. Bei jedem erneuten Bestromungsvorgang wird naturgemäß die Kennung der Leiterstruktur generiert, von dem Mikrocontroller im Rahmen seines Steueralgorithmus erfaßt und, bevor dieser seinen eigentlichen Betrieb aufnimmt, mit der in dem Datenspeicher abgelegten Kennung verglichen. Nur wenn die aktuell erfaßte Kennung (IST-Kennung) mit der zuvor hinterlegten Kennung (SOLL-Kennung) übereinstimmt, wird von dem Controller die gewünschte, gegebenenfalls benutzerseitig gewünschte Aktion ausgeführt. Unterscheidet sich die IST-Kennung von der SOLL-Kennung, wird ein Fehlerbefehl ausgegeben, durch den ein weiterer Betrieb des Mikrocontrollers zum Durchführen der gewünschten Aktion verhindert ist. Folglich wird die gewünschte Aktion nicht durchgeführt. In the circuit arrangement claimed, the conductor structure comprises electrical and / or electronic components through which at a Current supply to the circuit arrangement is provided with an identifier. The The identifier is designed in such a way that it is generated by the microcontroller is detectable. After physical training of the circuit arrangement by electrically connecting the microcontroller to the conductor structure this identifier is used by the microcontroller at a first Energization process detected and in a microcontroller, not volatile data storage. Through this measure, the Microcontroller married to the conductor structure of the circuit arrangement. at with each renewed energization process, the identifier of the Conductor structure generated by the microcontroller as part of its Control algorithm detected and before it actually operates records, compared with the identifier stored in the data memory. Just if the currently registered identifier (ACTUAL identifier) matches that previously stored ID (TARGET ID) matches, the controller desired action, if applicable desired by user executed. If the ACTUAL identifier differs from the TARGET identifier, issued an error command that caused further operation of the Microcontroller for performing the desired action is prevented. As a result, the desired action is not performed.
Die von der Leiterstruktur jeweils bereitgestellte Kennung ist zweckmäßigerweise einzigartig, so daß die Kennung von Leiterstrukturen bei parallelen Modellen jeweils unterschiedlich ist. Durch eine solche Schaltungsanordnung bzw. durch ein solches Verfahren ist somit ausgeschlossen, daß die Leiterstruktur einer ersten Schaltungsanordnung mit dem Mikrocontroller einer zweiten Schaltungsanordnung betrieben werden kann. The identifier provided by the ladder structure is expediently unique, so that the identification of conductor structures parallel models are different. By such Circuit arrangement or by such a method is therefore excluded that the conductor structure of a first circuit arrangement with the Microcontroller of a second circuit arrangement can be operated.
In einfacher Weise läßt sich eine solche Kennung beispielsweise durch eine Spannungscodierung ausbilden, indem die Leiterstruktur ein oder mehrere Spannungsteiler aufweist und die Kennung durch die unterschiedlichen Spannungswerte oder auch durch den Teilungskoeffizienten definiert ist. Unterschiedliche Modelle, etwa Kraftfahrzeuge, die mit einer solchen Schaltungsanordnung ausgerüstet werden sollen, weisen zur Bereitstellung unterschiedlicher Kennungen unterschiedliche Spannungsteiler bzw. solche mit unterschiedlichen Teilungsverhältnissen auf. Eine Codierung ist ebenfalls auf einfache Weise durch Ausbilden eines oder mehrerer Schwingkreise, beispielsweise von RC-Schwingkreisen oder durch Einsatz von Kondensatoren oder Kondensatoranordnungen möglich, wobei diese beispielhafte Aufzählung von Möglichkeiten, eine Kennung bereitzustellen, nicht abschließend ist. Auch eine Kombination unterschiedlicher elektronischer Bauelemente zur Bereitstellung einer Identitätskennung ist möglich. Such an identifier can be carried out in a simple manner, for example form a voltage coding by the conductor structure or has several voltage dividers and the identifier by the different voltage values or also by the division coefficient is defined. Different models, such as motor vehicles with one such circuit arrangement are to be assigned Providing different identifiers different Voltage dividers or those with different division ratios. A Coding is also simple by forming an or several resonant circuits, for example of RC resonant circuits or through Capacitors or capacitor arrangements can be used, taking this exemplary enumeration of ways an identifier is not final. Also a combination different electronic components to provide one Identity identification is possible.
Bei Vorsehen einer Spannungscodierung durch Ausbilden eines oder mehrerer Spannungsteiler kann die Leiterstruktur als integrierte Schaltung, beispielsweise als Hybrid aufgebaut sein. Bei derartig aufgebauten Leiterstrukturen werden die darin integrierten Widerstände zum Ausbilden der Spannungsteiler durch einen Laservorgang codiert, wobei im Herstellungsprozeß bei einer solchen Codierung vorgesehen ist, jede Leiterbahnstruktur bezüglich der zur Bereitstellung der Kennung vorgesehenen Widerstände unterschiedlich zu kodieren. If voltage coding is provided by forming an or The conductor structure can be integrated as several voltage dividers Circuit, for example, be constructed as a hybrid. In such a way Conductor structures become the resistors integrated into them to form the voltage divider is encoded by a laser process, the im Manufacturing process with such coding is provided, each Track structure with respect to that provided for the provision of the identifier To code resistors differently.
Um eine manipulative Erkennung der Leiterstrukturen, insbesondere der zum Bereitstellen der Kennung vorgesehenen zu erschweren, ist es zweckmäßig, eine solche Leiterstruktur als Multilayermodul mit in mehreren übereinander liegenden Ebenen angeordneten Leiterbahnstrukturen auszubilden. To manipulative detection of the conductor structures, especially the It is difficult to provide the identifier provided expedient, such a conductor structure as a multilayer module with in several conductor structures arranged one above the other train.
Ein Manipulationsschutz kann wirksam zusätzlich dadurch herbeigeführt werden, daß der Mikrocontroller und/oder die gesamte Schaltungsstruktur einschließlich Mikrocontroller durch mechanisch wirksame Mittel ausbaugeschützt ist. Dies kann beispielsweise durch eine Kapselung des Mikrocontrollers erfolgen. Insbesondere bei Ausbilden eines Hybrides, auf dem der Mikrocontroller angeordnet ist, ist eine Kapselung etwa durch ein Wirbelsinterverfahren zweckmäßig, da bei einer versuchten Zerstörung des gesinterten Mantels der Mikrocontroller unweigerlich zerstört werden würde. Tamper protection can also be effectively brought about by this that the microcontroller and / or the entire circuit structure including microcontrollers by mechanically effective means is protected against expansion. This can be done, for example, by encapsulating the Microcontrollers are done. Especially when building a hybrid on which the microcontroller is arranged, is encapsulated by approximately one Vortex sintering is useful because if the attempt is made to destroy the sintered jacket of the microcontroller will inevitably be destroyed would.
Die beanspruchte Schaltungsanordnung ist ebenso wie das beanspruchte Verfahren in vorteilhafter Art und Weise zum Schutze sicherheitsrelevanter Einrichtungen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise zum Schutz des elektronischen Zentralsteuergerätes oder auch anderer sicherheitsrelevanter elektronischer Einrichtungen, die einen Mikrocontroller umfassen, einsetzbar. The circuit arrangement claimed is just like the one claimed Protective method in an advantageous manner Safety-related devices in a motor vehicle, for example to protect the electronic central control unit or others safety-relevant electronic devices that include a microcontroller, used.
Bei einem Einsatz dieser Schaltungsanordnung bei Kraftfahrzeugen zur Erhöhung der Diebstahlsicherheit kann auf diese Weise wirksam verhindert werden, daß einzelne Mikroprozessoren durch solche aus Fremdfahrzeugen überbrückt werden, um auf diese Weise einen elektronischen Aktor, beispielsweise ein elektronisches Zentralsteuergerät oder auch einen elektronischen Zündanlaßschalter bedienen zu können. Ein von seiner Leiterstruktur entfernter Mikrocontroller ist somit unbrauchbar. Im umgekehrten Falle kann die Leiterstruktur auch nicht mit einem Mikrocontroller aus einer anderen Schaltungsanordnung betrieben werden, dessen nicht flüchtiger Speicher mit einer anderen Kennung bereits gesetzt ist. When using this circuit arrangement in motor vehicles for Increasing theft security can be effective in this way prevent individual microprocessors from being characterized by such Foreign vehicles can be bridged in this way to an electronic Actuator, for example an electronic central control unit or also to operate an electronic ignition switch. One of The microcontroller removed from its conductor structure is therefore unusable. in the Conversely, the conductor structure cannot with one Microcontrollers are operated from another circuit arrangement, the non-volatile memory with a different identifier is already set.
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| DE10203435A DE10203435A1 (en) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | Electronic circuit arrangement has a microcontroller with non- volatile memory for storage of a circuit identifier at first power-up to prevent microcontroller exchange and unauthorized circuit usage |
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Citations (2)
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| US5434870A (en) * | 1992-04-17 | 1995-07-18 | Unisys Corporation | Apparatus and method for verifying the authenticity of a circuit board |
| US6161213A (en) * | 1999-02-17 | 2000-12-12 | Icid, Llc | System for providing an integrated circuit with a unique identification |
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2002
- 2002-01-28 DE DE10203435A patent/DE10203435A1/en not_active Withdrawn
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