SLB 9670 TPM1.2 可信平台模块：技术剖析与应用指南

在当今数字化时代，硬件安全至关重要，可信平台模块（TPM）作为保障系统安全的关键组件，发挥着重要作用。今天我们就来深入了解一下 SLB 9670 TPM1.2 可信平台模块。

文件下载：SLB 9670VQ1.2 FW6.41GOOG.pdf

一、概述

SLB 9670 是一款基于先进硬件安全技术的可信平台模块，它已获得 CC EAL4+ 认证，为其他 TPM 产品和固件升级奠定了基础。该模块采用 PG - VQFN - 32 - 13 封装，支持最高 43 MHz 传输速率的 SPI 接口，符合 TCG 家族 1.2 规范。

主要特性

• 温度范围：具备标准（-20.. +80°C）和增强（-40.. +85°C）两种温度范围版本，可适应不同的工作环境。
• 低功耗设计：针对电池供电设备进行了优化，典型待机功耗仅 110μA。
• 丰富功能：拥有 24 个 PCR、6kByte 免费非易失性（NV）内存、最多 10 个并发会话、最多可将八个 2048 位密钥加载到易失性存储中、16 个用于存储最多 2048 位密钥的插槽、8 个单调计数器以及 1280 Byte 的 I/O 缓冲区。
• 系统支持：得到 Linux 内核的内置支持。

电源管理

SLB 9670 的电源管理由内部处理，没有显式的掉电或待机模式。在每次成功的命令/响应事务后，设备会自动进入低功耗状态。当主机平台在 SPI 总线上启动事务时，设备会立即唤醒，并在事务完成后返回低功耗模式。大家在实际应用中，是否会遇到因为电源管理不当而影响设备性能的情况呢？

二、设备类型与订购信息

SLB 9670 产品家族采用 VQFN 封装，有两种版本：	设备名称	封装	备注
SLB 9670VQ1.2	PG - VQFN - 32 - 13	标准温度范围
SLB 9670XQ1.2	PG - VQFN - 32 - 13	增强温度范围

在选择设备时，我们需要根据实际的使用环境来确定合适的版本，你在选型时会重点考虑哪些因素呢？

三、引脚描述

引脚类型与功能

引脚编号	名称	引脚类型	缓冲类型	功能
20	CS#	I	ST	芯片选择，SPI 芯片选择信号（低电平有效）
19	SCLK	I	ST	SPI 时钟，仅支持 SPI 模式 0
21	MOSI	I	ST	主出从入（SPI 数据），从主机接收的 SPI 数据
24	MISO	O	TS	主入从出（SPI 数据），发送到 SPI 总线主机的 SPI 数据
18	PIRQ#	O	OD	中断请求，向主机发送的中断请求信号，无内部上拉电阻，中断低电平有效
17	RST#	I	ST	复位，外部复位信号，低电平有效，通常连接到主机的 PCIRST# 信号，有弱内部上拉电阻
6	GPIO	I/O	TS	通用 I/O 引脚，定义为 GPIO - Express - 00，可留空，有内部上拉电阻
7	PP	I	ST	物理存在，应连接到跳线，标准位置将引脚连接到 GND，连接到 VDD 时启用某些特殊命令，可留空，有内部下拉电阻

电源引脚

引脚编号	名称	引脚类型	功能
8,22	VDD	PWR	电源，所有 VDD 引脚必须外部连接，并通过 100 nF 电容旁路到 GND
2, 9, 23, 32	GND	GND	接地，所有 GND 引脚必须外部连接

未连接引脚

部分引脚未连接，如 29、30 引脚必须保持浮空，而 3 - 5、10 - 13、15、25 - 28、31 等引脚内部未连接，但可外部连接。还有 1、14 引脚内部未连接，在 TCG 规范中定义为 VDD，可连接 VDD；16 引脚内部未连接，在 TCG 规范中定义为 GND，可连接 GND。在实际电路设计中，对于这些未连接引脚的处理需要格外小心，你有没有遇到过因为引脚处理不当而导致的问题呢？

典型原理图

典型原理图展示了 SLB 9670 的电源引脚应通过靠近设备的电容旁路到 GND，物理存在输入可连接到跳线，也可由其他设备驱动，这取决于具体应用或平台。

四、电气特性

绝对最大额定值

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	备注或测试条件
电源电压	VD	-0.3		7.0	V
任何引脚电压	Vmax	-0.3		VDD + 0.3	V
		-0.5		VDD + 0.5	V	VDD = 3.3 V ± 10%；引脚 MISO、MOSI、SCLK 和 CS#
环境温度	TA	-20		85	°C	标准温度设备
环境温度	TA	-40		85	°C	增强温度设备
存储温度	Ts	-40		125	°C
ESD 鲁棒性 HBM: 1.5 kΩ, 100 pF	VESD,HBM			2000	V	根据 EIA/JESD22 - A114 - B
ESD 鲁棒性	VESD,CDM			500	V	根据 ESD 协会标准 STM5.3.1 - 1999
闩锁抗扰度	latch			100	mA	根据 EIA/JESD78

需要注意的是，超过这些最大值可能会对设备造成永久性损坏，长时间暴露在绝对最大额定值条件下可能会影响设备可靠性。

功能工作范围

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	备注或测试条件
电源电压	VD	3.0	3.3	3.6	V
		1.65	1.8	1.95	V
环境温度	TA	-20		85	°C	标准温度设备
环境温度	TA	-40		85	°C	增强温度设备
有用寿命				5	y
工作寿命				5	y
整个寿命期间的平均 TA			55		°C

设备在占空比为 100% 时有用寿命为 5 年，占空比为 70% 时可保证 7 年的有用寿命，且假设设备在最大有用寿命的约 5% 时间内用于计算。

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) 条件下，给出了不同引脚的电流消耗、输入输出电压、输入泄漏电流、输入电容等参数。例如，活动模式下的电流消耗最大为 25 mA，睡眠模式下典型电流消耗为 110μA。

AC 特性

同样在上述温度和电压条件下，给出了设备复位脉冲宽度、SPI 接口的时钟频率、周期、高低时间、建立时间、保持时间等参数。例如，SCLK 频率在 (V{DD,typ }=3.3V) 时最大为 43 MHz，在 (V{DD, typ }=1.8 ~V) 时为 22.5 MHz。

时序

复位信号释放后，部分焊盘最多在 500μs 内禁用。在设计电路时，我们需要充分考虑这些时序参数，以确保设备的正常工作，你在处理时序问题上有什么经验呢？

五、封装尺寸（VQFN）

封装类型

PG - VQFN - 32 - 13 采用带盘包装，每盘 5000 个，盘直径 330mm。

推荐焊盘

推荐的 PG - VQFN - 32 - 13 封装焊盘，其暴露焊盘内部连接到 GND，外部也应连接到 GND。

芯片标记

芯片标记分为三行：第一行为 SLB9670；第二行为 VQ12 yy 或 XQ12 yy（yy 为内部固件指示）；第三行为批次号和日期码。

总之，SLB 9670 TPM1.2 可信平台模块在硬件安全领域具有重要的应用价值。在实际设计中，我们需要根据其各项特性和参数，合理选择设备、设计电路，以确保系统的安全性和稳定性。你在使用类似 TPM 模块时，有没有遇到过一些独特的挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。