HSM系统架构
硬件安全模块（HSM）概述
硬件安全模块（HSM）是 AURIX 控制器系列的一个可选外设模块。HSM 主要用于以下应用：
安全启动：确保系统启动过程的安全性，防止未授权的代码运行。
调校保护：保护校准数据的完整性，确保调校数据未被篡改。
安全传感器通信：对传感器数据进行认证和完整性保护，确保数据来源和内容的可靠性。
身份验证：实施身份验证措施，确保只有授权用户或系统能够访问特定功能或数据。
安全闪存加载：保护闪存中的数据加载过程，防止未授权访问或篡改。
防盗保护：通过阻止未经授权的操作来保护车辆或设备免受盗窃。
安全日志记录：确保日志记录过程的安全性，防止日志数据被篡改或伪造。
安全调试认证：在调试过程中提供安全认证，确保调试访问的合法性。
HSM 的功能提升了 AURIX系列微控制器的安全性，为各种关键应用提供了强大的保护机制。
CPU
HSM 核心基于 ARMv7-M 架构，支持两种操作模式：线程模式（Thread）和处理程序模式（Handler）。
线程模式（Thread Mode）：这是 HSM 启动时的默认模式，处理大多数应用程序代码。在退出 BOS（Boot Operating System）后，处理器会以线程特权模式执行。
处理程序模式（Handler Mode）：用于处理中断和异常，具有更高的优先级和权限。
在处理器的控制寄存器（CONTROL register）中，可以配置线程模式的特权级别，将其更改为非特权模式。
内存保护单元（MPU）
内存保护单元（MPU）负责强制执行特权规则、分离进程，并执行内存访问规则。MPU 的主要用途包括：
执行特权规则：确保只有具有适当权限的代码和进程可以访问指定的内存区域。
进程分离：将不同的进程和任务隔离开来，以防止它们之间的干扰或数据泄露。
执行访问规则：规定和限制对内存区域的访问权限。
在与 HSM 一起使用时，MPU 存在一些限制：
地址范围限制：ARMv7-M 架构中，地址范围 A000 0000H - FFFF FFFFH 被设置为“不可执行”（Execute Never，XN）。MPU 无法更改此设置。因此，代码必须从 HSM 的内部 SRAM 或 AURIX 的缓存内存范围中运行。
位带别名区域限制：设置为位带别名区域的 MPU 区域会被忽略。应使用相应的本地 RAM 地址范围。
MPU 配置位限制：MPU 区域的 C（可缓存）、S（可共享）位以及 TEX（传输扩展）位字段被忽略，即没有功能。因此，只能配置 B（缓冲区）位和 XN 位。
重叠保护区域：支持重叠保护区域，并按区域优先级升序排列，即区域编号 7 具有最高优先级。
桥接模块
桥接模块的主要目的是将硬件安全模块（HSM）子系统连接到 TriCore（主机）并启用两个系统之间的通信。所有 HSM 和主机之间的交互都通过桥接模块进行。
桥接模块功能
通信同步：桥接模块包括特殊功能寄存器（SFRs），这些寄存器允许主机和 HSM 之间的通信同步。这包括两侧的中断生成。
访问限制：主机系统对 HSM 资源的访问是有限的。当 HSM 不处于调试模式或内存测试时，主机无法访问所有内部 HSM 内存和外设。一些 HSM 桥接寄存器（如通信寄存器）对主机是可访问的。
HSM 完全访问：HSM 对桥接的 TriCore（主机）侧具有完全访问权限，以及对其自身内存空间的访问。
时钟频率控制：桥接模块允许独立于主机控制 HSM 的时钟频率（尽管它只能将 SPB 频率进行分频），并提供识别和处理系统特定错误（如总线故障、访问违规和 ECC 错误）的手段。
数据访问模式：桥接模块支持单次访问和突发模式访问（4x32 位突发）。HSM 的突发访问内存范围为 0000 0000H - 9FFF FFFFH。地址范围 0000 0000H - DFFF FFFFH 通过缓存以 16 字节粒度访问。对于主机可以在后续访问中更改的数据，HSM 需要使用 64KB 窗口直接访问主机内存，从而绕过 HSM 缓存（或在操作之前清理缓存）。
注意事项
SAHMEM 访问：桥接模块允许通过基础寄存器在 64KB 内存窗口中进行单字节、半字和字访问，使用 SAHMEM 而不涉及缓存。通过 SAHMEM 访问有两个组件；高16 位由基础寄存器 SAHBASE 的内容定义，低 16 位由 HSM 中地址的正偏移（段 15）定义。
桥接模块可以将最多 32 个外部中断映射到嵌套向量中断控制器（NVIC）的一个中断节点。例如，这些位包括来自 MCMCAN0 外设的中断。这些中断可以用来在 HSM 上运行一个简单的 CAN 堆栈，从而支持 CAN (FD) 通信。
信息交换
直接通过桥接寄存器：
在通信单元中使用桥接寄存器进行数据交换。
共享内存区域：
对于较大数据量的交换，可以利用主系统中的共享内存区域。
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