專利名稱:基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子信息領(lǐng)域，特別涉及一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有加密卡主要采用PCI總線的連接方式。PCI的英文全稱為PeripheralComponent Interconnect。即外部設(shè)備互聯(lián)總線，是于1993年推出的PC局部總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI總線可以分為32位總線和64位總線兩種，一般PC機(jī)使用32位PCI總線，傳輸帶寬最高為133MB/s(33MHz×32bit/8)。服務(wù)器和高級(jí)工作站帶有64位PCI總線。目前在64位總線寬度下可達(dá)到突發(fā)(Burst)傳輸速率533MB/s，由于采用共享并行架構(gòu)，PCI總線上的眾多問題逐步顯露IRQ共享沖突，只能支持有限的10套設(shè)備同步時(shí)鐘數(shù)據(jù)傳輸受到信號(hào)失真的限制，工作電壓無法輕易降低，工作頻率難以進(jìn)一步，PCI總線已經(jīng)接近了其性能的極限。
PCI Express接口標(biāo)準(zhǔn)是Intel、AMD、DELL、IBM在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司于2001年開始起草的新技術(shù)規(guī)范，并在2002年完成。PCI Express采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接，比起PCI以及更早期的計(jì)算機(jī)總線的共享并行架構(gòu)，每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個(gè)總線請求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率，達(dá)到PCI所不能提供的高帶寬。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸，PCI Express的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。
在我國的應(yīng)用還處于剛剛起步階段，主要應(yīng)用在對(duì)數(shù)據(jù)處理帶寬要求很高的圖像等多媒體處理領(lǐng)域，在加解密處理方面目前還沒有發(fā)現(xiàn)應(yīng)用。其主要特征是在物理傳輸層的改進(jìn)方面則采用了全新的分散式傳輸協(xié)議，在高速傳輸下的數(shù)據(jù)被經(jīng)過充分的排序以及優(yōu)化以確保傳遞到目標(biāo)的完整性。在架構(gòu)上，PCI Express采用了信道的串行模式，以Link為單位進(jìn)行信道的計(jì)算，物理層支持X1-X32。
PCI Express架構(gòu)的建立，相比起PCI總線具有更高的彈性以及更加合理地分配帶寬。以x1帶寬模式為例，每個(gè)通道只需4根線即可實(shí)現(xiàn)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的信號(hào)線各一根，另外各一根獨(dú)立的地線。實(shí)際上，在單通道PCIExpress總線接口插槽中是18針而不是4針引腳，其余的14針都是通過4根芯線相互組合得到的。在PCI Express的傳輸機(jī)構(gòu)上，兩個(gè)設(shè)備之間通過串行連接，分別以2組線為一個(gè)單位，原始的PCI Express連接為單通道雙工模式，2線用于發(fā)送，2線用于接收的四線傳輸，在這種基本的PCI Express連接單元上包含兩個(gè)低電壓、分離驅(qū)動(dòng)的信號(hào)一個(gè)傳送和一個(gè)接收。PCI Express被定義為7層的傳輸架構(gòu)，Physical物理層是最底層最基本的傳輸層，主要負(fù)擔(dān)起數(shù)據(jù)的拆分以及信道的分配作用，隨后，以保證信號(hào)在PCI Express連接上順利進(jìn)行的Link連接層，會(huì)對(duì)信號(hào)排序以及加上CRC校驗(yàn)碼，其中的流控制協(xié)議會(huì)在傳輸終點(diǎn)的緩存有空閑的時(shí)候才會(huì)將信號(hào)流發(fā)送給Transaction傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，避免了數(shù)據(jù)的重新審核，有效地節(jié)省了帶寬。Transaction傳輸層主要是接受來自S/W軟件層的讀寫要求，并向Link連接層發(fā)出數(shù)據(jù)申請。至于S/W以及Config/OS這兩個(gè)最表面的軟件操作層則由操作系統(tǒng)以及使用軟件的操作，實(shí)現(xiàn)操作員和硬件之間的交流作用。
PCI Express最大的優(yōu)點(diǎn)之一就是它的跨平臺(tái)兼容性?，F(xiàn)在的符合PCI2.3規(guī)范的板卡將可以在低帶寬的PCI Express插槽上使用。采用了點(diǎn)到點(diǎn)的連接技術(shù)PCIExpress在每個(gè)設(shè)備都有自己專用的連接，不需要向共享總線請求帶寬。更加直白的說，PCI Express的目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)芯片之間的I/O連接、擴(kuò)展板卡(比如顯卡、聲卡)的連接，甚至還能提供USB接口、IEEE 1394接口的連接支持。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，該加密卡主要用于數(shù)據(jù)加解密處理，利用PCI-E總線接口技術(shù)解決以往加解密卡在數(shù)據(jù)處理過程中的帶寬瓶頸，通過PCI到PCI-E的轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)加解密數(shù)據(jù)的高速處理，解決現(xiàn)有加解密產(chǎn)品所面臨的帶寬問題。
本發(fā)明可以通過如下措施達(dá)到
一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，包括DSP主控芯片，用于控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作；專用密碼算法芯片，依據(jù)專用加解密算法進(jìn)行加解密運(yùn)算；物理噪聲源芯片，主要為系統(tǒng)產(chǎn)生真的隨機(jī)數(shù)；存儲(chǔ)器，為系統(tǒng)暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；PCI-E接口芯片，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分與主機(jī)板高速數(shù)據(jù)交換；所述的加密卡與主機(jī)板的數(shù)據(jù)交換基于PCI-E總線技術(shù)，本發(fā)明所述的主控芯片采用雙DSP芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理交換。
本發(fā)明所述的專用密碼算法芯片為國家密碼委指定的專用算法芯片。
本發(fā)明噪聲源芯片為國家密碼委指定的專用噪聲源芯片。
本發(fā)明主要用于數(shù)據(jù)加解密處理，利用PCI-E總線接口技術(shù)解決以往加解密卡在數(shù)據(jù)處理過程中的帶寬瓶頸，通過PCI到PCI-E的轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)加解密數(shù)據(jù)的高速處理，解決現(xiàn)有加解密產(chǎn)品所面臨的帶寬問題，該種加解密卡尤其適合對(duì)視頻音頻等多媒體數(shù)據(jù)的加解密處理，是本加解密卡的主要應(yīng)用方向。
附圖是本發(fā)明的示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述如附圖所示，本發(fā)明基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡包括物理噪聲源芯片、2個(gè)DSP主控芯片及FLASH、專用加解密芯片、雙口RAM、PCI-E接口芯片。
物理噪聲源芯片與DSP主控芯片1相連產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，提供給DSP主控芯片1。FLASH3與DSP主控芯片1相連存放DSP主控芯片1程序。
DSP主控芯片1、專用密碼芯片及DSP主控芯片2相連DSP主控芯片1傳送數(shù)據(jù)，通過專用密碼芯片進(jìn)行加(解)密運(yùn)算，把運(yùn)算后的數(shù)據(jù)送給DSP主控芯片2。DSP主控芯片1、雙口RAM及DSP主控芯片2相連DSP主控芯片1與DSP主控芯片2之間通過雙口RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。
FLASH 4與DSP主控芯片2相連存放DSP主控芯片2程序。
DSP主控芯片1、DSP主控芯片2及PCI-E接口芯片連接數(shù)據(jù)及控制信息的傳輸。
PC機(jī)通過PCI-E接口把數(shù)據(jù)傳送到DSP主控芯片1上；DSP主控芯片1，通過調(diào)用自身存儲(chǔ)器及FLASH 3的程序，對(duì)數(shù)據(jù)處理；物理噪聲源芯片產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)提供給DSP主控芯片1；專用密碼芯片通過從DSP主控芯片1得到數(shù)據(jù)，進(jìn)行專用密碼算法的加解密運(yùn)算，運(yùn)算后數(shù)據(jù)傳送到DSP主控芯片2中；雙口RAM用來傳送DSP主控芯片1與DSP主控芯片2的交流數(shù)據(jù)；DSP主控芯片2，通過調(diào)用自身存儲(chǔ)器及FLASH 4中的程序，對(duì)數(shù)據(jù)處理；經(jīng)過DSP主控芯片處理的數(shù)據(jù)，通過PCI-E接口返回到PC機(jī)中。
權(quán)利要求
1.一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，包括DSP主控芯片，用于控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作；專用密碼算法芯片，依據(jù)專用加解密算法進(jìn)行加解密運(yùn)算；物理噪聲源芯片，主要為系統(tǒng)產(chǎn)生真的隨機(jī)數(shù)；存儲(chǔ)器，為系統(tǒng)暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；PCI-E接口芯片，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分與主機(jī)板高速數(shù)據(jù)交換；
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，其特征在于所述的加密卡與主機(jī)板的數(shù)據(jù)交換基于PCI-E總線技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，其特征在于所述的主控芯片采用雙DSP芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，其特征在于所述的專用密碼算法芯片為國家密碼委指定的專用算法芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，其特征在于噪聲源芯片為國家密碼委指定的專用噪聲源芯片。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種基于PCI Express總線技術(shù)的加密卡，包括DSP主控芯片、專用密碼算法芯片、物理噪聲源芯片、存儲(chǔ)器、PCI－E接口芯片，所述的加密卡與主機(jī)板的數(shù)據(jù)交換基于PCI－E總線技術(shù)，本發(fā)明主要用于數(shù)據(jù)加解密處理，利用PCI－E總線接口技術(shù)解決以往加解密卡在數(shù)據(jù)處理過程中的帶寬瓶頸，通過PCI到PCI－E的轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)加解密數(shù)據(jù)的高速處理，解決現(xiàn)有加解密產(chǎn)品所面臨的帶寬問題。該種加解密卡尤其適合對(duì)視頻音頻等多媒體數(shù)據(jù)的加解密處理，也是本加解密卡的主要應(yīng)用方向。
文檔編號(hào)H04L9/00GK1996321SQ200610069597
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月3日
發(fā)明者郭剛 申請人:威海漁翁科技開發(fā)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan