專利名稱：基于PCI Express總線技術的加密卡的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子信息領域，特別涉及一種基于PCI Express總線技術的加密卡。
背景技術：
現有加密卡主要采用PCI總線的連接方式。PCI的英文全稱為PeripheralComponent Interconnect。即外部設備互聯總線，是于1993年推出的PC局部總線標準。PCI總線可以分為32位總線和64位總線兩種，一般PC機使用32位PCI總線，傳輸帶寬最高為133MB/s(33MHz×32bit/8)。服務器和高級工作站帶有64位PCI總線。目前在64位總線寬度下可達到突發(Burst)傳輸速率533MB/s，由于采用共享并行架構，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套設備同步時鐘數據傳輸受到信號失真的限制，工作電壓無法輕易降低，工作頻率難以進一步，PCI總線已經接近了其性能的極限。
PCI Express接口標準是Intel、AMD、DELL、IBM在內的20多家業界主導公司于2001年開始起草的新技術規范，并在2002年完成。PCI Express采用了目前業內流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的共享并行架構，每個設備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。相對于傳統PCI總線在單一時間周期內只能實現單向傳輸，PCI Express的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。
在我國的應用還處于剛剛起步階段，主要應用在對數據處理帶寬要求很高的圖像等多媒體處理領域，在加解密處理方面目前還沒有發現應用。其主要特征是在物理傳輸層的改進方面則采用了全新的分散式傳輸協議，在高速傳輸下的數據被經過充分的排序以及優化以確保傳遞到目標的完整性。在架構上，PCI Express采用了信道的串行模式，以Link為單位進行信道的計算，物理層支持X1-X32。
PCI Express架構的建立，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，每個通道只需4根線即可實現調整數據傳輸，發送和接收數據的信號線各一根，另外各一根獨立的地線。實際上，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的傳輸機構上，兩個設備之間通過串行連接，分別以2組線為一個單位，原始的PCI Express連接為單通道雙工模式，2線用于發送，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低電壓、分離驅動的信號一個傳送和一個接收。PCI Express被定義為7層的傳輸架構，Physical物理層是最底層最基本的傳輸層，主要負擔起數據的拆分以及信道的分配作用，隨后，以保證信號在PCI Express連接上順利進行的Link連接層，會對信號排序以及加上CRC校驗碼，其中的流控制協議會在傳輸終點的緩存有空閑的時候才會將信號流發送給Transaction傳輸層進行數據的發送，避免了數據的重新審核，有效地節省了帶寬。Transaction傳輸層主要是接受來自S/W軟件層的讀寫要求，并向Link連接層發出數據申請。至于S/W以及Config/OS這兩個最表面的軟件操作層則由操作系統以及使用軟件的操作，實現操作員和硬件之間的交流作用。
PCI Express最大的優點之一就是它的跨平臺兼容性。現在的符合PCI2.3規范的板卡將可以在低帶寬的PCI Express插槽上使用。采用了點到點的連接技術PCIExpress在每個設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的目標就是要實現芯片之間的I/O連接、擴展板卡(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。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種基于PCI Express總線技術的加密卡，該加密卡主要用于數據加解密處理，利用PCI-E總線接口技術解決以往加解密卡在數據處理過程中的帶寬瓶頸，通過PCI到PCI-E的轉換芯片實現加解密數據的高速處理，解決現有加解密產品所面臨的帶寬問題。
本發明可以通過如下措施達到
一種基于PCI Express總線技術的加密卡，包括DSP主控芯片，用于控制系統內部各部分的工作；專用密碼算法芯片，依據專用加解密算法進行加解密運算；物理噪聲源芯片，主要為系統產生真的隨機數；存儲器，為系統暫時存儲數據；PCI-E接口芯片，實現系統各部分與主機板高速數據交換；所述的加密卡與主機板的數據交換基于PCI-E總線技術，本發明所述的主控芯片采用雙DSP芯片，實現數據的處理交換。
本發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。
本發明噪聲源芯片為國家密碼委指定的專用噪聲源芯片。
本發明主要用于數據加解密處理，利用PCI-E總線接口技術解決以往加解密卡在數據處理過程中的帶寬瓶頸，通過PCI到PCI-E的轉換芯片實現加解密數據的高速處理，解決現有加解密產品所面臨的帶寬問題，該種加解密卡尤其適合對視頻音頻等多媒體數據的加解密處理，是本加解密卡的主要應用方向。
附圖是本發明的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述如附圖所示，本發明基于PCI Express總線技術的加密卡包括物理噪聲源芯片、2個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相連產生隨機數，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傳送數據，通過專用密碼芯片進行加(解)密運算，把運算后的數據送給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進行數據交流。
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接口芯片連接數據及控制信息的傳輸。
PC機通過PCI-E接口把數據傳送到DSP主控芯片1上；DSP主控芯片1，通過調用自身存儲器及FLASH 3的程序，對數據處理；物理噪聲源芯片產生隨機數提供給DSP主控芯片1；專用密碼芯片通過從DSP主控芯片1得到數據，進行專用密碼算法的加解密運算，運算后數據傳送到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的交流數據；DSP主控芯片2，通過調用自身存儲器及FLASH 4中的程序，對數據處理；經過DSP主控芯片處理的數據，通過PCI-E接口返回到PC機中。
權利要求
1.一種基于PCI Express總線技術的加密卡，包括DSP主控芯片，用于控制系統內部各部分的工作；專用密碼算法芯片，依據專用加解密算法進行加解密運算；物理噪聲源芯片，主要為系統產生真的隨機數；存儲器，為系統暫時存儲數據；PCI-E接口芯片，實現系統各部分與主機板高速數據交換；
2.根據權利要求1所述的一種基于PCI Express總線技術的加密卡，其特征在于所述的加密卡與主機板的數據交換基于PCI-E總線技術。
3.根據權利要求1所述的一種基于PCI Express總線技術的加密卡，其特征在于所述的主控芯片采用雙DSP芯片，實現數據的處理交換。
4.根據權利要求1所述的一種基于PCI Express總線技術的加密卡，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.根據權利要求1所述的一種基于PCI Express總線技術的加密卡，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。
全文摘要
本發明公開了一種基于PCI Express總線技術的加密卡，包括DSP主控芯片、專用密碼算法芯片、物理噪聲源芯片、存儲器、PCI－E接口芯片，所述的加密卡與主機板的數據交換基于PCI－E總線技術，本發明主要用于數據加解密處理，利用PCI－E總線接口技術解決以往加解密卡在數據處理過程中的帶寬瓶頸，通過PCI到PCI－E的轉換芯片實現加解密數據的高速處理，解決現有加解密產品所面臨的帶寬問題。該種加解密卡尤其適合對視頻音頻等多媒體數據的加解密處理，也是本加解密卡的主要應用方向。
文檔編號H04L9/00GK1996321SQ20061006959
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月3日 優先權日2006年11月3日
發明者郭剛 申請人:威海漁翁科技開發有限公司