xilinx-DNA

一、Device DNA 具体含义

Device DNA​ 是 AMD Xilinx 现场可编程门阵列 和自适应计算加速平台 芯片中一项至关重要的硅片级安全与识别特性。

您可以将其理解为芯片的 "硅片指纹" ​ 或 "不可克隆的硬件序列号"。

• 本质 ：一个在芯片生产测试阶段被永久性熔断（eFUSE技术）到硅片内部的、全局唯一的二进制序列号。

• 核心特性：

  1. 唯一性：每个芯片的DNA都不同，就像人的指纹。

  2. 不可变性 ：一旦写入，无法被终端用户修改、擦除或伪造。

  3. 非易失性：掉电后信息永久保存。

  4. 只读性：只能通过特定硬件接口和流程读取。

• 主要目的：

  • 知识产权保护 ：作为加密密钥的一部分，将比特流或软件与特定物理芯片绑定，防止设计被非法复制到其他芯片上运行。

  • 硬件信任根：为安全启动、安全认证提供基础的硬件唯一标识。

  • 系统识别与配置：在多FPGA系统中，用作硬件ID，实现自动化的板卡识别和差异化配置。

  • 防伪与溯源：验证硬件真伪，并在需要时追踪到芯片的生产信息（如晶圆位置）。

二、分段规则详解

Device DNA 主要有两种长度：57位 ​ 和 96位。

1. 57位 DNA（用于早期至主流系列）

这是最常见的格式，用于 **7系列、UltraScale、UltraScale+**​ 等系列的大部分芯片。

位域（逻辑顺序）	长度	含义描述
**位 [56]**​	1位	版本标识位 。固定为 0，表示这是57位格式的DNA。
**位 [55:48]**​	8位	测试厂/生产线代码。标识芯片最终测试所在的工厂或产线。
**位 [47:24]**​	24位	Y坐标。该芯片在晶圆上的Y方向坐标。
**位 [23:0]**​	24位	X坐标。该芯片在晶圆上的X方向坐标。

唯一性构成 ：版本位+ 测试厂代码+ 晶圆坐标(X, Y)的组合，保证了极高的全球唯一性。

2. 96位 DNA（用于较新及高端系列）

用于 Zynq UltraScale+ MPSoC, Versal ACAP​ 等系列，编码信息更丰富。

位域（逻辑顺序）	长度	含义描述
**位 [95:39]**​	57位	固定同步头/版本标识 。前57位是一个固定的二进制模式 1 0101...。最高位的 1标识此为96位格式DNA。固定模式用于数据同步和验证。
**位 [38:22]**​	17位	Y坐标（含校验）。包含Die在晶圆上的Y坐标及奇偶校验位。
**位 [21:5]**​	17位	X坐标（含校验）。包含Die在晶圆上的X坐标及奇偶校验位。
**位 [4:2]**​	3位	晶圆槽位。标识生产晶圆在晶圆盒（Cassette）中的位置。
**位 [1:0]**​	2位	保留位 。通常为 00。

重要说明：

• 位顺序警告 ：通过软件API（如XilSKey）读取到的原始数据字节顺序和位顺序可能与上表的逻辑顺序不同 （通常涉及字节交换和位反转）。解析时必须严格按照对应芯片的用户指南（UG）中的示例代码进行操作。

• 分离的测试信息 ：对于96位DNA，测试流程标识符​ 通常存储在与DNA分离的eFUSE寄存器中，需要使用专门的eFUSE读取函数获取。