1、靜態(tài)隨機訪問存儲器（SRAM，Static Random Access Memory）是一種無需刷新、以隨機順序來讀寫存儲單元的半導體存儲器。由于其高速、低功耗的特點，SRAM被廣泛地應用于高性能微處理器和各類消費電子產品中。通常認為，SRAM屬于易失性半導體存儲器。當電源移開時，存儲器中數(shù)據(jù)表征的信息會隨之消失。然而近年來，關于掉電后SRAM中存在數(shù)據(jù)殘留的事實被不斷地報道和探究，而且使用特殊方式可以將殘留的數(shù)據(jù)恢復或者讀取出來。在實

2、際應用中，這給SRAM及其系統(tǒng)的安全性構成一定威脅。本論文將全面深入地論述SRAM中數(shù)據(jù)殘留的安全策略設計與實現(xiàn)。
　　 首先，論述了各種具有代表性的針對SRAM進行的物理攻擊方法，研究了各自的攻擊原理。接著，基于半導體物理與器件理論和實驗數(shù)據(jù)，給出了SRAM中數(shù)據(jù)殘留的物理解釋，以此為安全策略的設計提供理論基礎。
　　 其次，對基于清零和改寫兩種安全策略的SRAM體系結構，片上能量獲取、存儲、轉換系統(tǒng)，以及低壓、高效率

3、電荷泵升壓電路等的核心關鍵技術進行了研究與設計。針對掉電后SRAM中數(shù)據(jù)殘留采用的不同安全策略需要不同的系統(tǒng)架構和功能模塊，本論文對應用各類安全策略的SRAM結構及其中的低功耗掉電檢測、低損耗電源選擇、清零陣列和改寫陣列等安全電路的結構進行了研究與設計。
　　 提出了一種能實現(xiàn)片上能量獲取、存儲、轉換的全集成電源系統(tǒng)，為掉電后的SRAM提供進行安全操作所需的能量。該系統(tǒng)采用電容存儲電荷的方式積蓄能量，避免了電感儲能方式帶來的電磁

4、干擾，減小了存儲元件的寄生電阻。利用電荷泵升壓電路提高存儲電容的電壓，有效的增加了存儲能量；同時，掉電后的電荷泵升壓電路反向截至能防止能量從存儲電容瀉放回到地。此外，該系統(tǒng)還集成了適用于片上電源系統(tǒng)的線性調整器，研究了準掉電模式下線性調整器的電特性，實現(xiàn)了將存儲電容的能量高效的轉換給安全電路。最后，基于Huahong-NEC（HHNEC）0.25 μm CMOS工藝，結合不同策略下的SRAM架構，給出了片上電源系統(tǒng)參數(shù)設計的最優(yōu)化方法。

5、
　　 為了避免攻擊者將安全電路拆卸掉，研究了低壓、高效率、全集成電荷泵升壓電路的關鍵技術。建立了電荷泵電路的效率與時鐘控制信號的交疊量模型，提出了能獲得最高效率的最優(yōu)時鐘控制策略。對于四相位Dickson電荷泵而言，最優(yōu)的時鐘交疊量范圍是設計成時鐘控制信號周期的3%到6%，這樣能實現(xiàn)至多8%的效率提高。最后，基于廉價的P襯N阱CMOS工藝，綜合四相位Dickson電荷泵和Doubler電荷泵的優(yōu)點，采用復合開關管技術，提出了一