基于Xilinx Virtex-7系列FPGA器件配置存储空间PUF可行性探索

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0123

电子与封装 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (9): 090303 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0123

基于Xilinx Virtex-7系列FPGA器件配置存储空间PUF可行性探索

郭俊杰;王婧;谢达

无锡中微亿芯有限公司，江苏无锡 214072

收稿日期:2024-04-09 出版日期:2024-09-25 发布日期:2024-09-25
作者简介:郭俊杰（1989—），男，山西大同人，硕士，工程师，主要研究方向为FPGA应用、SiP先进封装集成。

Exploration of the Feasibility of PUF Based on the Configuration Memory Space of Xilinx Virtex-7 Series FPGA Devices

GUO Junjie, WANG Jing, XIE Da

Wuxi Esiontech Co., Ltd., Wuxi 214072, China

Received:2024-04-09 Online:2024-09-25 Published:2024-09-25

摘要/Abstract

摘要： 在静态随机存取存储器（SRAM）型现场可编程门阵列（FPGA）电路中，当电源启动并进行初始化时，SRAM单元通常会经历一个全面复位的过程。复位过程会导致SRAM单元内部的电荷分布形成一种特有的模式。提出了一种新的方法，利用配置内存中尚未使用的部分来识别电路，对8个Xilinx Virtex-7 FPGA进行总计200 000次的测量，评估了这种方法在同一电路中的一致性和在不同电路之间的差异性，以及随温度变化时和随时间老化后的稳定性。研究结果显示，SRAM物理不可克隆函数（PUF）能够有效地区分不同的FPGA电路。

关键词: SRAMPUF, FPGA, 配置内存空间

Abstract: In static random access memory (SRAM)-type field programmable gate array (FPGA) circuits, when the power supply is started and initialized, the SRAM cell usually undergoes a full reset process. The reset process results in a characteristic pattern of charge distribution within the SRAM cell. A new method is proposed to identify circuits using unused portions of configured memory. A total of 200 000 measurements are performed on 8 Xilinx Virtex-7 FPGAs to evaluate the consistency of this method within the same circuit and the differences between different circuits, as well as its stability with temperature changes and aging over time. The research results show that SRAM physically unclonable function (PUF) can effectively distinguish different FPGA circuits.

Key words: SRAM PUF, FPGA, configuration memory space

中图分类号:

TN741

郭俊杰;王婧;谢达. 基于Xilinx Virtex-7系列FPGA器件配置存储空间PUF可行性探索[J]. 电子与封装, 2024, 24(9): 090303 .

GUO Junjie, WANG Jing, XIE Da. Exploration of the Feasibility of PUF Based on the Configuration Memory Space of Xilinx Virtex-7 Series FPGA Devices[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(9): 090303 .

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中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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