SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊：技術剖析與應用指南
SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊：技術剖析與應用指南
在當今數(shù)字化時代，硬件安全至關重要，可信平臺模塊（TPM）作為保障系統(tǒng)安全的關鍵組件，發(fā)揮著重要作用。今天我們就來深入了解一下 SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊。
文件下載：SLB 9670VQ1.2 FW6.41GOOG.pdf
一、概述
SLB 9670 是一款基于先進硬件安全技術的可信平臺模塊，它已獲得 CC EAL4+ 認證，為其他 TPM 產品和固件升級奠定了基礎。該模塊采用 PG - VQFN - 32 - 13 封裝，支持最高 43 MHz 傳輸速率的 SPI 接口，符合 TCG 家族 1.2 規(guī)范。
主要特性
- 溫度范圍：具備標準（-20.. +80°C）和增強（-40.. +85°C）兩種溫度范圍版本，可適應不同的工作環(huán)境。
- 低功耗設計：針對電池供電設備進行了優(yōu)化，典型待機功耗僅 110μA。
- 豐富功能：擁有 24 個 PCR、6kByte 免費非易失性（NV）內存、最多 10 個并發(fā)會話、最多可將八個 2048 位密鑰加載到易失性存儲中、16 個用于存儲最多 2048 位密鑰的插槽、8 個單調計數(shù)器以及 1280 Byte 的 I/O 緩沖區(qū)。
- 系統(tǒng)支持：得到 Linux 內核的內置支持。
電源管理
SLB 9670 的電源管理由內部處理，沒有顯式的掉電或待機模式。在每次成功的命令/響應事務后，設備會自動進入低功耗狀態(tài)。當主機平臺在 SPI 總線上啟動事務時，設備會立即喚醒，并在事務完成后返回低功耗模式。大家在實際應用中，是否會遇到因為電源管理不當而影響設備性能的情況呢？
二、設備類型與訂購信息
| SLB 9670 產品家族采用 VQFN 封裝，有兩種版本： | 設備名稱 | 封裝 | 備注 |
|---|---|---|---|
| SLB 9670VQ1.2 | PG - VQFN - 32 - 13 | 標準溫度范圍 | |
| SLB 9670XQ1.2 | PG - VQFN - 32 - 13 | 增強溫度范圍 |
在選擇設備時，我們需要根據(jù)實際的使用環(huán)境來確定合適的版本，你在選型時會重點考慮哪些因素呢？
三、引腳描述
引腳類型與功能
| 引腳編號 | 名稱 | 引腳類型 | 緩沖類型 | 功能 |
|---|---|---|---|---|
| 20 | CS# | I | ST | 芯片選擇，SPI 芯片選擇信號（低電平有效） |
| 19 | SCLK | I | ST | SPI 時鐘，僅支持 SPI 模式 0 |
| 21 | MOSI | I | ST | 主出從入（SPI 數(shù)據(jù)），從主機接收的 SPI 數(shù)據(jù) |
| 24 | MISO | O | TS | 主入從出（SPI 數(shù)據(jù)），發(fā)送到 SPI 總線主機的 SPI 數(shù)據(jù) |
| 18 | PIRQ# | O | OD | 中斷請求，向主機發(fā)送的中斷請求信號，無內部上拉電阻，中斷低電平有效 |
| 17 | RST# | I | ST | 復位，外部復位信號，低電平有效，通常連接到主機的 PCIRST# 信號，有弱內部上拉電阻 |
| 6 | GPIO | I/O | TS | 通用 I/O 引腳，定義為 GPIO - Express - 00，可留空，有內部上拉電阻 |
| 7 | PP | I | ST | 物理存在，應連接到跳線，標準位置將引腳連接到 GND，連接到 VDD 時啟用某些特殊命令，可留空，有內部下拉電阻 |
電源引腳
| 引腳編號 | 名稱 | 引腳類型 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 8,22 | VDD | PWR | 電源，所有 VDD 引腳必須外部連接，并通過 100 nF 電容旁路到 GND |
| 2, 9, 23, 32 | GND | GND | 接地，所有 GND 引腳必須外部連接 |
未連接引腳
部分引腳未連接，如 29、30 引腳必須保持浮空，而 3 - 5、10 - 13、15、25 - 28、31 等引腳內部未連接，但可外部連接。還有 1、14 引腳內部未連接，在 TCG 規(guī)范中定義為 VDD，可連接 VDD；16 引腳內部未連接，在 TCG 規(guī)范中定義為 GND，可連接 GND。在實際電路設計中，對于這些未連接引腳的處理需要格外小心，你有沒有遇到過因為引腳處理不當而導致的問題呢？
典型原理圖
典型原理圖展示了 SLB 9670 的電源引腳應通過靠近設備的電容旁路到 GND，物理存在輸入可連接到跳線，也可由其他設備驅動，這取決于具體應用或平臺。
四、電氣特性
絕對最大額定值
| 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 電源電壓 | VD | -0.3 | 7.0 | V | ||
| 任何引腳電壓 | Vmax | -0.3 | VDD + 0.3 | V | ||
| -0.5 | VDD + 0.5 | V | VDD = 3.3 V ± 10%；引腳 MISO、MOSI、SCLK 和 CS# | |||
| 環(huán)境溫度 | TA | -20 | 85 | °C | 標準溫度設備 | |
| 環(huán)境溫度 | TA | -40 | 85 | °C | 增強溫度設備 | |
| 存儲溫度 | Ts | -40 | 125 | °C | ||
| ESD 魯棒性 HBM: 1.5 kΩ, 100 pF | VESD,HBM | 2000 | V | 根據(jù) EIA/JESD22 - A114 - B | ||
| ESD 魯棒性 | VESD,CDM | 500 | V | 根據(jù) ESD 協(xié)會標準 STM5.3.1 - 1999 | ||
| 閂鎖抗擾度 | latch | 100 | mA | 根據(jù) EIA/JESD78 |
需要注意的是，超過這些最大值可能會對設備造成永久性損壞，長時間暴露在絕對最大額定值條件下可能會影響設備可靠性。
功能工作范圍
| 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 電源電壓 | VD | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V | |
| 1.65 | 1.8 | 1.95 | V | |||
| 環(huán)境溫度 | TA | -20 | 85 | °C | 標準溫度設備 | |
| 環(huán)境溫度 | TA | -40 | 85 | °C | 增強溫度設備 | |
| 有用壽命 | 5 | y | ||||
| 工作壽命 | 5 | y | ||||
| 整個壽命期間的平均 TA | 55 | °C |
設備在占空比為 100% 時有用壽命為 5 年，占空比為 70% 時可保證 7 年的有用壽命，且假設設備在最大有用壽命的約 5% 時間內用于計算。
DC 特性
在 (T{A}=25^{circ} C) ，(V{D D}=3.3 V pm 0.3 V) 或 (V_{D D}=1.8 ~V pm 0.15 ~V) 條件下，給出了不同引腳的電流消耗、輸入輸出電壓、輸入泄漏電流、輸入電容等參數(shù)。例如，活動模式下的電流消耗最大為 25 mA，睡眠模式下典型電流消耗為 110μA。
AC 特性
同樣在上述溫度和電壓條件下，給出了設備復位脈沖寬度、SPI 接口的時鐘頻率、周期、高低時間、建立時間、保持時間等參數(shù)。例如，SCLK 頻率在 (V{DD,typ }=3.3V) 時最大為 43 MHz，在 (V{DD, typ }=1.8 ~V) 時為 22.5 MHz。
時序
復位信號釋放后，部分焊盤最多在 500μs 內禁用。在設計電路時，我們需要充分考慮這些時序參數(shù)，以確保設備的正常工作，你在處理時序問題上有什么經驗呢？
五、封裝尺寸（VQFN）
封裝類型
PG - VQFN - 32 - 13 采用帶盤包裝，每盤 5000 個，盤直徑 330mm。
推薦焊盤
推薦的 PG - VQFN - 32 - 13 封裝焊盤，其暴露焊盤內部連接到 GND，外部也應連接到 GND。
芯片標記
芯片標記分為三行：第一行為 SLB9670；第二行為 VQ12 yy 或 XQ12 yy（yy 為內部固件指示）；第三行為批次號和日期碼。
總之，SLB 9670 TPM1.2 可信平臺模塊在硬件安全領域具有重要的應用價值。在實際設計中，我們需要根據(jù)其各項特性和參數(shù)，合理選擇設備、設計電路，以確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。你在使用類似 TPM 模塊時，有沒有遇到過一些獨特的挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗。
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