一种单总线数据传输芯片及方法技术

本发明专利技术提供了一种单总线数据传输芯片及方法，包括获取主机发送的报文；解析所述报文得到主机命令和主机序列号；将所述主机序列号和所述芯片序列号进行匹配；在匹配成功的情况下，所述主机获取芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值，芯片执行所述主机命令；在匹配不成功的情况下，设置所述安全标志位数值，同时所述安全计数器数值加1。本发明专利技术具有集成度高，安全性高，接线简单，节省工程成本。适用于智能家电控制，智能医药运输控制和智能汽车控制等各个工业领域中，可对设备的传输的安全性起保护作用。

A Single Bus Data Transfer Chip and Method

The invention provides a single bus data transmission chip and method, which includes acquiring the message sent by the host computer, parsing the message to get the host command and the host serial number, matching the host serial number with the chip serial number, and acquiring the chip serial number, the number of security flags and the value of security counter in the case of successful matching. The host command is described; in the case of unsuccessful matching, the number of security flag digits is set, and the value of the security counter is added by 1. The invention has the advantages of high integration, high safety, simple wiring and saving engineering cost. It is suitable for intelligent household appliances control, intelligent medicine transportation control and intelligent automobile control and other industrial fields. It can protect the safety of equipment transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种单总线数据传输芯片及方法
本专利技术涉及通信
，具体地，涉及一种单总线数据传输芯片及方法。
技术介绍
单总线构建的传感器网络可以将温度，湿度，压力，有毒气体成分快速地传递到主机系统，从而给智能系统做出后续的判断。如果其中存在他人人为物理上的连接恶意改动的传感器或截获的之前的数据再发送的情况，将对智能系统造成不可估量的后果。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种单总线数据传输芯片及方法。根据本专利技术提供的一种单总线数据传输芯片，包括：传感单元，安全总线接口单元，协议解析单元，协议编码单元，加密计算引擎单元，寄存器单元和非易失性存储单元；所述传感单元连接传感器，获取传感器采集到的数据；所述寄存器单元连接所述传感单元，记录采集到的数据；所述协议编码单元连接所述寄存器单元，对记录的数据进行编码；所述非易失性存储单元内置有芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值；所述安全总线接口单元连接外部单总线，获取主机发送的报文；所述协议解析单元与所述安全总线接口单元连接，解析所述报文得到主机命令和主机序列号；所述加密计算引擎单元分别连接所述协议解析单元、所述协议编码单元和所述非易失性存储单元，将所述主机序列号和所述芯片序列号进行匹配；在匹配成功的情况下，所述主机获取芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值，芯片执行所述主机命令；在匹配不成功的情况下，设置所述安全标志位数值，同时所述安全计数器数值加1。较佳的，所述安全标志位包括0和1，0表示匹配成功，1表示匹配失败。较佳的，所述主机命令包括传输开始命令、主从动作命令，所述主从动作命令包括修改非易失性存储单元的所述芯片序列号、修改所述加密计算引擎单元的加密算法、读取传感器采集到的数据。较佳的，在读取传感器采集到的数据时，所述协议编码单元对记录的数据、芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值进行扰码打包，再发送至所述加密计算引擎单元进行加密。较佳的，每次匹配成功后，将所述芯片序列号更改为所述主机序列号。根据本专利技术提供的一种单总线数据传输方法，包括采用上述的单总线数据传输芯片，执行步骤：S1、获取主机发送的报文；S2、解析所述报文得到主机命令和主机序列号；S3、将所述主机序列号和所述芯片序列号进行匹配；在匹配成功的情况下，所述主机获取芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值，芯片执行所述主机命令；在匹配不成功的情况下，设置所述安全标志位数值，同时所述安全计数器数值加1。较佳的，所述安全标志位包括0和1，0表示匹配成功，1表示匹配失败。较佳的，所述主机命令包括传输开始命令、主从动作命令，所述主从动作命令包括修改非易失性存储单元的所述芯片序列号、修改所述加密计算引擎单元的加密算法、读取传感器采集到的数据。较佳的，在读取传感器采集到的数据时，所述协议编码单元对记录的数据、芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值进行扰码打包，再发送至所述加密计算引擎单元进行加密。较佳的，每次匹配成功后，将所述芯片序列号更改为所述主机序列号。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术具有集成度高，安全性高，接线简单，节省工程成本。适用于智能家电控制，智能医药运输控制和智能汽车控制等各个工业领域中，可对设备的传输的安全性起保护作用。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的结构示意图；图2为单比特发送0和1的示意图；图3为主机传输开始命令的示意图；图4为主机动作命令位的示意图；图5为主机发送序列号位的示意图；图6为主机读取测量结果报文的示意图；图7本专利技术的网络结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供的一种单总线数据传输芯片，包括：传感单元，安全总线接口单元，协议解析单元，协议编码单元，加密计算引擎单元，寄存器单元和非易失性存储单元。芯片还包括3个管脚：电源引脚(V)，地线引脚(G)和安全连接数据线管脚(D)。传感单元连接传感器，获取传感器采集到的数据；寄存器单元连接传感单元，记录采集到的数据；协议编码单元连接寄存器单元，对记录的数据进行编码；非易失性存储单元内置有芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值；安全总线接口单元连接外部单总线，获取主机发送的报文；协议解析单元与安全总线接口单元连接，解析报文得到主机命令和主机序列号；加密计算引擎单元分别连接协议解析单元、协议编码单元和非易失性存储单元，将主机序列号和芯片序列号进行匹配；在匹配成功的情况下，主机获取芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值，芯片执行主机命令；在匹配不成功的情况下，设置安全标志位数值，同时安全计数器数值加1。安全标志位包括0和1，0表示匹配成功，1表示匹配失败。主机命令包括传输开始命令、主从动作命令，主从动作命令包括修改非易失性存储单元的芯片序列号、修改加密计算引擎单元的加密算法、读取传感器采集到的数据。在读取传感器采集到的数据时，协议编码单元对记录的数据、芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值进行扰码打包，再发送至加密计算引擎单元进行加密。每次匹配成功后，将芯片序列号更改为主机序列号。如图2所示，芯片内部振荡器产生周期为T的时钟，当芯片接收到下拉脉冲为>2T的脉冲，就认为是数字0，而当下拉周期大于1us时且小于T的下拉脉冲。相连的脉冲的间隔必须大于T。一种单总线传输方式的传输开始命令，如图3。下拉脉冲的时间必须持续16T以上，然后在2T时间之后，芯片会拉低单总线并持续2T。如果没有拉低，则认为芯片没有识别到主机发送的传输开始命令。如图4，主机可以发送读取信息命令，更新序列号命令，更新密匙命令，测量命令和读取结果命令。其位数为8位。一种单总线传输方式的序列号，如图5是一组16比特的数据。一种单总线传输方式的测量结果的读回报文如图6，包含有测量物理量高位，测量物理量低位，传感器位置高位，传感器位置低位，测试序列，标志位，保留位，安全计数器，传感器种类编号和校验码CRC。如图7，各种传感器组成的安全单总线智能网络。对每个芯片种类和位置进行了编号。芯片上电之后发送TransferStart命令，主机接收到芯片回复的Response低脉冲之后。发送搜索命令后，可以得到单总线网络上挂载的传感器芯片，主机识别一个芯片后，可以发送ReadInfo(8’h31)，读取SerialNum和安全状态的信息。一旦发现安全计数器不为0，将发送ChangeKey(8’hE1)命令，更改内部加密算法的密匙。主机发送测量命令(8’h4F)，然后发送主机的SerialNum，芯片将利用内部的SerialNum和密匙计算出主机需要的发送的SerialNum，然后将匹配主机发送的序列号。如果匹配成功，将执行温度测量，湿度测量，压力测量或气体测量，同时更新内部的SerialNum。如果不成功，就将安全标志置0，同时安全计数器加1。在读取测量信息时，主机在得到测量结果时，也会获取到序列号。主机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单总线数据传输芯片，其特征在于，包括：传感单元，安全总线接口单元，协议解析单元，协议编码单元，加密计算引擎单元，寄存器单元和非易失性存储单元；所述传感单元连接传感器，获取传感器采集到的数据；所述寄存器单元连接所述传感单元，记录采集到的数据；所述协议编码单元连接所述寄存器单元，对记录的数据进行编码；所述非易失性存储单元内置有芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值；所述安全总线接口单元连接外部单总线，获取主机发送的报文；所述协议解析单元与所述安全总线接口单元连接，解析所述报文得到主机命令和主机序列号；所述加密计算引擎单元分别连接所述协议解析单元、所述协议编码单元和所述非易失性存储单元，将所述主机序列号和所述芯片序列号进行匹配；在匹配成功的情况下，所述主机获取芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值，芯片执行所述主机命令；在匹配不成功的情况下，设置所述安全标志位数值，同时所述安全计数器数值加1。

【技术特征摘要】
1.一种单总线数据传输芯片，其特征在于，包括：传感单元，安全总线接口单元，协议解析单元，协议编码单元，加密计算引擎单元，寄存器单元和非易失性存储单元；所述传感单元连接传感器，获取传感器采集到的数据；所述寄存器单元连接所述传感单元，记录采集到的数据；所述协议编码单元连接所述寄存器单元，对记录的数据进行编码；所述非易失性存储单元内置有芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值；所述安全总线接口单元连接外部单总线，获取主机发送的报文；所述协议解析单元与所述安全总线接口单元连接，解析所述报文得到主机命令和主机序列号；所述加密计算引擎单元分别连接所述协议解析单元、所述协议编码单元和所述非易失性存储单元，将所述主机序列号和所述芯片序列号进行匹配；在匹配成功的情况下，所述主机获取芯片序列号、安全标志位数值和安全计数器数值，芯片执行所述主机命令；在匹配不成功的情况下，设置所述安全标志位数值，同时所述安全计数器数值加1。2.根据权利要求1所述的单总线数据传输芯片，其特征在于，所述安全标志位包括0和1，0表示匹配成功，1表示匹配失败。3.根据权利要求1所述的单总线数据传输芯片，其特征在于，所述主机命令包括传输开始命令、主从动作命令，所述主从动作命令包括修改非易失性存储单元的所述芯片序列号、修改所述加密计算引擎单元的加密算法、读取传感器采集到的数据。4.根据权利要求3所述的单总线数据传输芯片，其特征在于，在读取传感器采集到的数据时，所述协议编码单元对记...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：上海申矽凌微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31