一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法技术

本发明专利技术公开了一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法，信息表示方法基于热点变化的信息表示方法及其电路结构。基于热点变化的信息表示方法是通过对FPGA芯片空间区域进行划分，进而通过编码“热点”出现的位置实现信息表示，除了热分布图中“热点”的点亮除了具备一定的空间分布，也具备一定的时间特性，以此表达特定信息。本发明专利技术提出的热点变化速率的信息表示方法通过对“热点”闪烁的速率进行定义，实现了一种更隐蔽的信息表示。本发明专利技术以FPGA作为搭载电路的载体，在热点变化信息表示的电路结构的基础上，设计配套电路实现本发明专利技术提出的热点变化速率的信息表示方法，因此基于本方法提出的信息表示方法进行信息表达更具安全性。的信息表示方法进行信息表达更具安全性。的信息表示方法进行信息表达更具安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法


[0001]本专利技术涉及一种芯片热变化监测技术，尤其涉及一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法。

技术介绍

[0002]对于电路热效应产生的温度进行信息表示的研究来源于利用电路热效应进行信息传输。
[0003]现有技术通过热信号在两台空间相邻的但网络隔离的计算机之间构建了BitWhisper气隙隐蔽信道，利用机器的热排放控制周围环境的温度,从而根据温度的差异表示不同的隐蔽信息，为热效应信息表示提供了理论指导。
[0004]基于FPGA单热点和多热点分布的信息表示方法，是通过对FPGA芯片空间区域进行划分，通过电路布局约束，使得电路工作时各部分存在温度差，从而利用“热点”的位置实现信息表示。
[0005]基于FPGA热点变化的信息表示方法，是通过多个基于FPGA的热点分布组合进行信息表示的，但依然侧重点在热点分布的变化，而没有考虑变化的速率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是要提供一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0008]本专利技术包括以下步骤：
[0009]S1：将芯片按物理位置进行区域分块，并对空间区域进行八进制编码；
[0010]S2：根据已划分区域，在每个物理区域内均布置能够高频翻转的电路构成热点电路；所述热点电路能通过信号控制产生热量；
[0011]S3：将热点电路“闪烁”这一动作作为基准，得到热点“闪烁”的时间间隔与热点变化速率互为倒数的编码关系；
[0012]S4：控制单元基于编码关系控制热点电路使能的有效时间与顺序，使得芯片的热点能够按照变化顺序进行“闪烁”；
[0013]S5：采用热成像仪对观察热点变化，通过额外的计时器对各个热点“闪烁”的时间间隔进行记录，以此作为变化速率信息进行表示；
[0014]S6：根据自定义编解码的映射关系，将变化速率信息读出为对应的表达信息。
[0015]通过对电路“热点”的变化速率进行自定义编码，不同的变化速率表示不同的信息，从而进行热点变化速率的信息表示。根据此将热点分布进行信息表示的电路结构作为基本发热单元，并设计相应的热点控制单元，使得电路的热点能够按照预设速率进行变化，从而通过热成像仪观察热点的变化速率，进而解码得到相应的信息。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术是一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法，与现有技术相比，本专利技术
相比将信息表示的侧重点放在热点的分布，基于FPGA热点变化速率的信息表示方法在进行信息表示时，对热点点亮过程的时间进行了深度的编码组合，通过将热点变化的个数和时间进行耦合，从而使得自定义编码范围更加广阔，表达的信息更加自由，破解难度更大。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的布局示意图；
[0019]图2是本专利技术的热点变化的信息表示电路架构图；
[0020]图3是本专利技术的物理约束布局示意；
[0021]图4是本专利技术的控制逻辑状态转移图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0023]本专利技术基于实现八位信息表示的布局(4
×
2)为例进行介绍。为了实现热点变化的信息表示，先将FPGA器件按物理位置进行区域分块，并对空间区域进行八进制编码(8
’
oxxxxxxxx)，即每一个“热点”对应不同的数据，空间布局示意如上图1所示。
[0024]以FPGA芯片为例，根据已划分区域，在每个目标物理区域内均布置能够高频翻转的“热点”电路，如基于FPGA的DSP资源实现乘加运算并不断输入数据使电路计算产生热量，且该“热点”电路受使能信号控制，即在使能控制信号的作用下，使能区域在工作时与其他区域产生温度差。
[0025]在此基础上，提出本专利技术的热点变化速率的编解码方案，将热点“闪烁”这一动作作为基准，得到热点“闪烁”的时间间隔与热点变化速率互为倒数的编码关系，本专利技术以“闪烁”的时间间隔来编码表征热点变化的速率。
[0026]根据上述热点变化速率的编码方案，对控制单元的控制逻辑进行设计，使得控制单元能够控制各部分“热点”电路使能的有效时间与顺序，使得FPGA的“热点”能够按照变化顺序进行“闪烁”。
[0027]进而通过热成像仪对观察热点变化，通过额外的计时器对各个热点“闪烁”的时间间隔进行记录，以此作为变化速率信息进行表示。
[0028]最后根据自定义编解码的映射关系，将变化速率信息读出为对应的表达信息。
[0029]实施例
[0030]如图2所示，本专利技术基于Xilinx XC7A100T型号FPGA，基于DSP实现乘加运算作为“热点”单元为例来介绍本方法的具体实施过程。
[0031]在上图1物理布局的基础上，为了使得DSP电路产生足够的功耗且能够使得生成的热分布图具有良好的分辨性，每个“热点”单元均是16bit输入的一维离散卷积运算，输入的多项式为4项，得到七个32bit输出。在完成对热点单元的分配编码后，控制单元根据地址顺序读取存储在ram里的映射信息(表达的信息)，并将这些信息通过译码单元转换为对应的空间分布和时间间隔信息，控制单元进而通过计时器实现对热点单元的点亮以及点亮时间的控制(控制逻辑状态转移原理如图4所示)。
[0032]本专利技术的系统以亮点全亮作为数据表示的开始信号，通过每个点两次亮起的间隔
时长作为表达的信息，例如单个热点从常亮到熄灭再到亮起的时间间隔每增加1s，对应的计数值加1，范围为0到7对应八进制数。八个点即对应64位数据。
[0033]对应的电路布局在vivado综合工具下的约束示意如图3所示，八个“热点”单元的约束布局与图1对应。利用综合工具将电路信息转化为bit流文件，将其配置进FPGA后，通过热成像仪对FPGA芯片的温度进行检测，观察热分布图，得到“热点”的变化速率，并根据“热点”的变化速率得到相应的信息表示内容。
[0034]本专利技术的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本专利技术的技术方案做出的技术变形，均落入本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于芯片热点变化速率的信息表示方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将芯片按物理位置进行区域分块，并对空间区域进行八进制编码；S2：根据已划分区域，在每个物理区域内均布置能够高频翻转的电路构成热点电路；所述热点电路能通过信号控制产生热量；S3：将热点电路“闪烁”这一动作作为基准，得到热点“闪烁”的时间间隔与热点变化速...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄乐天，许怡楠，姜书艳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：