计算机工程与科学

作者：龚锐, 石伟, 刘威, 张剑锋, 王蕾

单位：（国防科技大学计算机学院，湖南 长沙 410073）

关键词：安全启动,NAND Flash,微处理器,嵌入式系统,可信根,

基金：科技部科技创新2030——“新一代人工智能”重大项目(2020AAA0104602);军队高层次科技创新人才工程人选自主科研项目（22-TDRCJH-02-020）

NAND Flash存储器以其容量大、成本低和速度快的优势，在嵌入式系统中得到广泛的应用。但是,由于NAND Flash固有的器件特性，必须要有驱动才能对其进行读写，存储于其上的代码不能直接执行，因此其并不适合作为系统启动代码的存储介质。一般采用NOR Flash存储启动代码并直接执行，然后再引导存储于NAND Flash中的操作系统镜像，这增大了系统成本和功耗。设计并实现了一种基于NAND Flash的CPU安全启动方法。该方法首先通过软硬件结合的方式，在片内NAND Flash控制器中增加块映射表结构，并由NAND Flash中第1块空间存储的代码进行好块寻找和块映射表填写，使NAND Flash的一部分存储空间可以直接映射为硬件可访问的内存空间，从而使得NAND Flash可以作为系统启动的存储介质，实现仅需NAND Flash存储的系统。还提出了一种扩展BootROM的方案，结合NAND Flash地址映射结构，将片内BootROM的一部分扩展到NAND Flash的第1块存储空间中，并通过Hash比对验证BootROM，从而有效降低了片内BootROM的设计复杂度，减少了代码量。通过提出的方法，可以有效地实现单NAND Flash系统的安全启动，降低了系统成本，提高了系统的安全特性。

来源：2022年第6期

《计算机工程与科学》期刊编辑部

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