1. 研究目的与意义

研究的现状及发展趋势：在电子产品设计中，fpga由于灵活方便、性能突出等优点，得到了越来越广泛的应用。目前，市场占有率最高的两大公司xilinx和altera生产的fpga大都是基于sram工艺的，而sram工艺fpga由于自身的特点，存在诸多安全问题。因此，实际应用中需要采取一定的保护手段，确保sram工艺fpga的安全应用。欧盟2018实施gdpr，美国2020年实施ccpa，两部法规均对企业处理用户的数据提出更严、更具体的约束和要求；最近十月份，我国对外公布《个人信息保护法（草案）》，种种事迹都表明数据安全越来越被重视。

研究的现状及发展趋势：sram由于其高速、低功耗的特点，sram被广泛的应用于高性能微处理器和各类消费电子产品中。在安全处理器和智能卡中，sram通常用来临时存放机密数据和密钥。通常认为，sram属于易失性存储器。当电源移开时，存储器中由数据表征的信息会立刻消失。然而近年来，掉电后的sram中存在数据残留的事实被不断地报道和探究，而且可以使用特殊方式将残留的数据恢复出来或者读取出来。在实际应用中，这给sram及其系统的安全带来极大隐患。

参考文献： [1] 杨晓东. 数据安全系统中数据自毁技术[j]. 2021(02). 内蒙古自治区呼和浩特市: 内蒙古自治区大数据中心, 2021. 249-250.[2] 李金祥. 关于低功耗sram puf的研究[d]. 成都: 电子科技大学, 2019.[3] 张家梁, 宋贺伦. 一种基于bch算法的sram puf芯片的设计、测试与分析[j]. 电子测量技术, 2021, 44(06): 28-35.[4] 蔡畅. 纳米sram型fpga的单粒子效应及其加固技术研究[d]. 北京： 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)， 2021.[5] 李刚. 面向信息安全芯片的puf电路设计关键技术研究[d]. 宁波: 宁波大学, 2018.[6] 刘丹, 郭丽敏, 俞军等. 一种基于sram puf的安全双向认证协议[j]. 密码学报,2017, 4(04): 360-371.[7] 史雄伟,张焕欣,姜智锐等. 基于mcu和fpga的profibus dp主站系统设计与实现[j]. 自动化技术与应用, 2021, 40(10): 137-141.[8] 李旦. 安全芯片赋能物联网产业健康发展[j]. 上海信息化, 2021, (06): 42-45.[9] 凌特利,徐云松,沈沉等. 一种掉电安全的嵌入式文件系统设计方法[j]. 单片机与嵌入式系统应用, 2019, (05): 33-36.[10] 刘修泉,杨伟,李艳红. 基于triz的ram存储器掉电保护电路的优化设计[j]. 机电工程技术, 2021, (08): 127-130.[11] kang wenjing, yu kai, yu guoyi, et al, novel security strategies for sram in powered-off state to resist physical attack[j], proceedings of the 2009 12th international symposium on integrated circuits, 2009, 298-301.[12] g. v. ganesh, p. s. akram, t. v. ramana, er al, design of non-volatile 6t1r sram cell for low power applications[j], 2020 ieee international symposium on sustainable energy, signal processing and cyber security (isssc), 2020, 1-5.[13] xie, yufeng and xue, xiaoyong and yang jianguo, et al., a logic resistive memory chip for embedded key storage with physical security[j], in ieee transactions on circuits and systems ii: express briefs, 2016, 63(4): 336-340.[14] l. zhang, x. fong, c. -h. chang, et al, optimizating emerging nonvolatile memories for dual-mode applications: data storage and key generator[j], in ieee transactions on computer-aided design of integrated circuits and systems, 2015,34(7): 1176-1187.[15] z. liu, q. zhu, d. li and x. zou, off-chip memory encryption and integrity protection based on aes-gcm in embedded systems[j], in ieee design test, 2013,30(5): 54-62.

2. 研究内容和问题

基本内容：设计一个基于sram数据的安全销毁模块，当接收到销毁指令后，启动安全销毁电路，采取适当的安全策略快速擦除sram中的数据，然后再系统掉电，防止掉电后sram中残留的数据被恢复出来。

外部有一个自毁指示信号，有效时，启动自毁程序。自毁程序主要是按照一定规则往sram里写数据，外部接口输入信号只有时钟、复位、自毁指示三个信号，输出只有自毁完成一个信号。sram写地址、写数据都需要内部产生。目的就是将原来存储的数据想办法清除覆盖，使得原来存储的数据不能被恢复出来。这里需要研究采取什么样的销毁策略，比如先写00h，再写ffh，或者数据随机，需要写几次？写的地址是顺序加1，或者顺序减1，或者随机地址，但是要保证全覆盖，等等。

预计解决的难题：sram数据残留现象机理，以及如何消除这个数据残留，数据自毁要毁的彻底一点

3. 设计方案和技术路线

静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory，SRAM）是随机存取存储器的一种。所谓的“静态”，是指这种存储器只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持。然而，当电力供应停止时，SRAM储存的数据还是会消失（被称为volatile memory）。SRAM 不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。SRAM具有较高的性能，SRAM 速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。

但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，功耗较DRAM大 ，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积。

4. 研究的条件和基础

研究方法：学习、查阅相关书籍和文献资料，彻底掌握sram数据安全销毁机制及其原理；根据数字集成电路设计流程和方法，对课题进行功能划分、代码编写以及仿真，根据验证流程对设计内容进行验证和调试。

技术路线：