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Fail-Safe Endurance Lock

IP.com Disclosure Number: IPCOM000124388D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 5 (2005-05-20)
Included in the Prior Art Database: 2005-May-20
Document File: 4 page(s) / 61K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Moderne integrierte Sensoren haben zur Kalibrierung oftmals ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) „on-chip“. Dieses EEPROM wird vom Halbleiterhersteller oder Modulhersteller im Endtest programmiert und anschliessend verriegelt. Hierzu wird eine besondere Bitsequenz einprogrammiert, die eine nochmalige Programmierung verhindert. Gelegentlich ist es aber wuenschenswert, dass auch ein Endkunde, z.B. zur Rueckverfolgbarkeit des Produkts eine Identifikationsnummer und/oder einen Datumscode einprogrammieren moechte. Allgemein gibt es daher drei Verriegelungscodes: 1. Der erste Verriegelungscode wird nach der Kalibrierung durch den Halbleiterhersteller aktiviert und schuetzt die vom Halbleiterhersteller programmierten Speicherbereiche vor Umprogrammierung. 2. Der zweite Verriegelungscode wird nach der Programmierung durch den Modulhersteller aktiviert und schuetzt dessen Speicherbereich. 3. Der dritte Verriegelungscode wird schliesslich nach der Programmierung durch den Endkunden aktiviert und schuetzt dessen Speicherbereich. Des Weiteren kann eine Verrieglung auch die zuvor verriegelten Speicherbereiche zusaetzlich verriegeln. Dies fuehrt zu einer besonders hohen Zuverlaessigkeit der Verriegelung des Halbleiterhersteller-Speicherbereichs und zu einer etwas hoeheren Zuverlaessigkeit der Verriegelung des Modulhersteller-Speicherbereichs.

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S

Fail-Safe Endurance Lock

Idee: Dr. Udo Ausserlechner, AT-Villach

Moderne integrierte Sensoren haben zur Kalibrierung oftmals ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) "on-chip". Dieses EEPROM wird vom Halbleiterhersteller oder Modulhersteller im Endtest programmiert und anschliessend verriegelt. Hierzu wird eine besondere Bitsequenz einprogrammiert, die eine nochmalige Programmierung verhindert. Gelegentlich ist es aber wuenschenswert, dass auch ein Endkunde, z.B. zur Rueckverfolgbarkeit des Produkts eine Identifikationsnummer und/oder einen Datumscode einprogrammieren moechte. Allgemein gibt es daher drei Verriegelungscodes:

1. Der erste Verriegelungscode wird nach der Kalibrierung durch den Halbleiterhersteller aktiviert und schuetzt die vom Halbleiterhersteller programmierten Speicherbereiche vor Umprogrammierung.

2. Der zweite Verriegelungscode wird nach der Programmierung durch den Modulhersteller aktiviert und schuetzt dessen Speicherbereich.

3. Der dritte Verriegelungscode wird schliesslich nach der Programmierung durch den Endkunden aktiviert und schuetzt dessen Speicherbereich.

Des Weiteren kann eine Verrieglung auch die zuvor verriegelten Speicherbereiche zusaetzlich verriegeln. Dies fuehrt zu einer besonders hohen Zuverlaessigkeit der Verriegelung des Halbleiterhersteller-Speicherbereichs und zu einer etwas hoeheren Zuverlaessigkeit der Verriegelung des Modulhersteller-Speicherbereichs.

Problematisch dabei ist, dass ein Halbleiterhersteller keine Kontrolle ueber die Anzahl der Programmiervorgaenge im Modulhersteller- und Endkunden-Speicherbereich und der Modulhersteller keine Kontrolle ueber die Anzahl der Programmiervorgaenge im Endkunden-Speicherbereich hat. Denn wird eine EEPROM-Speicherzelle zu haeufig umprogrammiert, so kann dies zu einer unzulaessigen Beanspruchung fuehren, was wiederum zu einer unzuverlaessigen Datenhaltung (=retention) fuehren kann. Die Anzahl maximal erlaubter Umprogrammierungen nennt man "Endurance".

In dedizierten EEPROM-Technologien ist dieses Problem von untergeordneter Bedeutung, da diese derart optimiert wurden, dass 105 Umprogrammiervorgaenge oder mehr ohne Risiko fuer die Datenhaltung ausgefuehrt werden koennen. Jedoch kann es in integrierten Sensoren aber oekonomisch sein, die Technologie fuer andere Kriterien zu optimieren (z.B. fuer HV-CMOS oder mikromechanische Aspekte). So kann es sinnvoll sein, dass das EEPROM nur eine minimale Endurance von z.B. 100 Umprogrammiervorgaengen garantieren kann, insbesondere, da das Temperaturprofil fuer integrierte Sensoren zum Teil extrem ist (bis zu 200°C Umgebungstemperatur) und die Zuverlaessigkeit bei sicherheitsrelevanten Sensoren, wie z.B. fuer ABS (Anti Blockier System) ebenso anspruchsvoll ist.

Aus dem Stand der Technik ist ein Endurance-Lock Counter (ELC) bekannt, der bei jeder Programmierung "hochzaehlt" und im EEPROM abgespeichert wird. Bei Erreichen/Ueberschreiten eines Maximalwerts wird eine weitere Programmieru...