掩膜本钱升高和日渐添加的最小批量要求是当时半导体业界的两种趋势，使FPGA比与其竞赛的ASIC具有更高本钱效益。这两种趋势还使得FPGA的商场比例，及以FPGA完成的规划的价值不断添加。跟着FPGA规划价值的添加，关于FPGA的规划安全性的需求也在添加。使FPGA的规划安全性至少应到达ASIC技能的水平。
规划安全性相关问题
有两类共同的规划安全性需求：
1.常识产权（IP）的安全：规划人员需求维护FPGA或ASIC渠道的规划或IP，以避免被仿制或反工求程。
2.数据安全：规划人员需求避免经由FPGA或ASIC渠道收支的数据被仿制、破坏或搅扰。
IP安全性是IP开发商最重视的问题。它也是商场比例和赢利受仿制品及冒充伪劣产品危害的中等及大批量消费电子产品制造商最关怀的事宜。
数据安全性是暗码和金融范畴最重要的重视点。此类应用范畴的用户包含军事（核武器体系或通讯体系）、金融机构（银行主动出纳员）、消费电子制造商（收费电视和机顶盒）和对侵略版权灵敏的企业（游戏制造商）。本文将侧重评论IP安全性。
维护规划免受进犯
安全等级可划分为三个不同等级：
榜首级：这类器材可由具有必定常识的人，运用低本钱、易于取得的东西反求，因此是不安全的。这种人一般对终究用户产品，如电话卡、借计卡和机顶盒感兴趣。
第二级：这类器材具有中等安全性，可由具有丰厚常识的个人，一般是熟行运用贵重的实验设备反求。完成这种等级反求工程的个人一般与某个商业公司相关联，如游戏仿制人员。
第三级：这类器材具有高度的安全性，关于这类器材的反求工程只能由政府支撑的实验室，运用无量的资源来完成，如NSA。
ASIC可接受第二级进犯
ASIC技能（标准单元，或较差的门阵列）具有二级安全性。这种技能已为如军事、金融等范畴一切安全计划选用。关于要求避免第三级进犯的应用范畴就需求添加环氧资料包覆和爆炸器材等设备。
SRAMFPGA易受榜首级进犯
跟着FPGA完成规划的价值进步，占分配位置的SRAMFPGA技能的安全局限性也开端逐步约束该技能商场前景。根据SRAM的FPGA技能安全的局限性已为人们熟知，运用非挥发性引导PROM或微处理器将位流源仿制到SRAMFPGA，这类设备便可很容易地仿制出来。
一些SRAMFPGA制造商已意识到这种局限性，然后在其最新一代的器材中整合了避免仿制进犯的设备，这种设备选用了具有片上密钥的片内位流解码引擎，而密钥由电路板制造商写入电池供电的电路板片载存储器（图1）。因此可对载入引导PROM中的位流进行加密，这种位流在没有片上密钥的情况下关于仿制是无用的。虽然这种防护设备很有用，但需求花费适当的本钱。
非挥性Flash和反熔丝FPGA比ASIC更安全
与不安全、易于仿制的SRAMFPGA比较，有两种非挥发性FPGA技能乃至比相应的ASIC技能更安全：根据反熔丝的FPGA和根据Flash的FPGA。这两种技能的安全性源于：
非挥性使器材能在发送至终究用户前进行设置。与SRAM技能不同，这种器材不存在可阻拦的位流。
确认可编程部件中可编程元件的状况（开或关）具有适当的难度。与ASIC器材易于可见的通孔不同，确认一个可编程反熔丝或Flash开关元件的开关状况极端困难。
开关元件为数众多（在最大型的器材中有数百万个）。假如说某个开关的状况难以确认，那么要确认数百万个开关的状况便是简直不可能的了。
反熔丝FPGA的直接物理进犯
确认某个反熔丝的状况是极端困难的。根据反熔丝的FPGA运用一小片面积小于1m正方形的电介质作为两个金属线路之间的开路开关。在需求衔接两个金属线路时，运用可编程脉冲来使该电介质短路。这种短路的直径小于100纳米。从顶部是看不到这些短路介质的。因此，要对其进行物理验证有必要对这些器材进行反处理或截取横断面。这种办法远非一种准确的办法，需求阅历屡次实验和过错，而且一般需求截取多个横断面才干找到一个用于短接电介质线路。
根据Flash的FPGA的直接物理进犯
与反熔丝FPGA相似，根据Flash的FPGA也运用开关来衔接或断开穿插的金属线路。可运用一个起浮栅充电或放电来设定衔接两个金属线路之间开关的状况。因为可编程器材或开关器材未发生任何物理改变，因此经过资料剖析勘探不到任何成果。发生改变的只要起浮栅的电子数。因为根据Flash的开关在编程时没有任何可见的改变，因此根据Flash的FPGA比反熔丝FPGA更难以反求。
其它进犯办法
●IBM公司开宣布一种极端先进的技能用于实践观测金属线路的逻辑状况。这项技能是经过在其电压要被调查的物品上放置一块铌酸锂晶体来完成的。这种物质的折射率会跟着施加在其上的电场改变而改变，其下金属的电位可运用低掠入射晶体的紫外激光束读取。运用这项技能可读取频率高达25MHz的5.0V信号。
●Sandia实验室开发的另一项技能（最近刚解密）则运用了一种对硅片通明的红外激光。可由背侧照耀激光诱导发生受逻辑状况影响的光电流，然后确认特定晶体管的逻辑状况。
终究需提及的是，反熔丝和FlashFPGA器材的结构规划都可避免运用编程器或其它电子办法对可编程器材的进犯。这两种器材均包含了被设置后能确定编程和回读功用的电路。在规划时就考虑了确定电路，使其难以经过电子或直接物理进犯的办法来破解。在反熔丝FPGA中，因为熔丝一般被设定为具有单路功用，因此就算不运用确定设备其结构也不允许进行电子回读。
共同的商业模式
在最近十年里，半导体业发生了剧烈的改变，一些横向集成的公司变迁为许多运用硅片加工厂服务的不实践出产的半导体公司。估计下一步剧变将是数百家为体系级结构和集成商供给服务的规划服务和常识产权公司的继续纵向割裂。这一猜测没有完成，规划服务和常识产权供货商们依然在为取得其价值链上的比例而斗争。
安全非挥发性FPGA为战胜这种斗争的两大妨碍供给了解决办法。榜首个妨碍是安全性的问题。
第二个妨碍在于规划服务公司没有便利可信的途径来为其供给的服务收取特许权费用。一切的盈余只能经过收取预付答应费取得，相同，这笔收入也只能由最大的合同来保证。经过选用安全非挥发性FPGA技能，规划服务公司就能够变为一个实践上的ASIC公司，出售明码标价的预编程FPGA或收取高于未编程FPGA本钱的版权费。假如FPGA出售商备有编程文件，终究客户就可从FPGA出售商处购买预编程单元，而由FPGA出售商担任明价收取终究客户费用，并按标价转交给规划服务供货商。这种流程消除了规划服务公司的运作本钱，并使其能按单个单元收费，而不是预收整个合同的费用。
定论
相关于与FPGA竞赛的技能而言，FPGA的复杂度、功用和商场比例正在逐步添加，关于以FPGA完成的器材的安全性的要求也在添加。因为SRAMFPGA关于一级仿制进犯是通明的，因此其安全性缺乏。而非挥发性反熔丝或FlashFPGA乃至比其代替的AS%&&&&&%的安全性更高，因此可满意日益增长的商场的需求。此外，由这些技能带来的可编程性和安全性可用来满意半导体工业的潜在要求，即规划服务和常识产权公司要求其在价值链中比例的需求，运用该技能它们能够在整个规划周期内征收版税，而不是在预付答应运用金时收取一切的费用。
责任编辑：gt
