【经验】关于领慧立芯MCU LH32M3C01的I2C特殊时序攻击测试的问题分析

时间： 2023-04-11 来源：世强

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目前，领慧立芯新推出一款针对光模块市场的MCU LH32M3C01，客户在对其做I²C性能评估时，有遇到特殊时序攻击测试不通过的问题。

首先，我们先来看一下基本的I²C通讯协议。根据I²C协议标准，消息被分解为数据帧。每条消息都有一个地址帧，其中包含从机的二进制地址，以及一个或多个包含正在传输的数据的数据帧。该消息还包括每个数据帧之间的开始和停止条件、读/写位和ACK/NACK位。

启动条件：SCL线路从高电平切换到低电平之前，SDA线路从高电平切换到低电平。

停止条件：SCL线路从低电平切换到高电平后，SDA线路从低电平切换到高电平。

地址帧：每个从机唯一的7位或10位序列，当主机想要与其通信时，该序列标识从机。

读/写位：指定主机是向从机（低电平）发送数据还是从中请求数据（高电平）的单个位。

ACK/NACK位：消息中的每个帧后跟一个确认/不确认位。如果成功接收地址帧或数据帧，则从接收方向发送方返回ACK位。

接下来，我们来看一下正常通讯的实际波形图：

上图中，蓝色是SDA，黄色是SCK。根据I2C协议标准，Start和Stop信号都是比较特殊的，SDA在SCK的有效采样周期内，产生了跳变沿。比如Start信号，是SCK在高电平的时候，SDA产生了下跳沿。

然后，我们对比一下特殊时序攻击测试的实际波形图：

主机通过GPIO模拟发送，start信号+1 bit信号+start信号，当进入第二次读时序时，有发现从机不应答的情况。

分析从机接收程序，发现从机在I2C中断的error处理中有复位I2C的操作。

//Error

if ( I2C_ISR & 0x1B00 )

{

pI2C2->SR1 |= 0x1B00;

…

// Reset i2c from error

I2CSlaveReset();

}

void I2CSlaveReset( void )

{

I2C_Cmd( pI2C2, DISABLE );

I2C_Cmd( pI2C2, ENABLE );

I2C_AcknowledgeConfig( pI2C2, ENABLE );

}

根据寄存器描述，对PE的写0操作需要等到通讯结束后才会生效。因此当第一次传输完成后，PE清0禁用了外设，第二次从机就不响应主机地址了。

所以，我们可以在STOP中断中，通讯完成的时候，调用I2CSlaveReset();，可以成功关闭PE。

最后，特殊时序攻击测试的问题得到解决。

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