一种SSD控制芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种SSD控制芯片，包括SSD标准接口、USB接口和Flash存储控制器，所述SSD标准接口、USB接口及Flash存储控制器挂于一总线并通过所配置的总线仲裁器取得总线的占有，以用于通信连接；同时，配置有挂于所述总线的SM1加解密模块，以在使用加解密功能时，仲裁用于通信连接的设备经由该SM1加密模块进行连接。依据本实用新型专利技术的控制芯片在具有较高数据传输速度的情况下，具有高的数据存储安全性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种SSD (Solid State Disk,固态硬盘)控制芯片。
技术介绍
SSD,即固态硬盘用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片或DRAM芯片)组成。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。一种SSD是采用NandFlash (与非闪烁存储器)进行数据存储和读取的一种技术，突破了传统机械硬盘的性能瓶颈，拥有极高的存储性能。这种SSD因为其存储介质为NandFlash，所以它便具有了与NandFlash相似优势:轻便、存储密度大、功耗低、抗震和温度适应范围宽，被认为是未来主流存储介质。作为存储介质必然涉及存储器中用户数据安全的问题，为了保证Flash存储器中用户数据的安全性，配置相应的控制芯片，在这些控制芯片中，有的采用软加密，即通过使用芯片中的微处理器进行加密，但这种加密方式速度慢，限制了数据的存取速度，不适用于高速存储。有的虽然采用硬加密，但是采用分离器件，需要搭建硬件电路进行芯片间的通信，这样同样会降低速度，同时也会增加功耗。
技术实现思路
为此，本技术的目的在于提供一种基于SMl加解密模块的SSD控制芯片，在具有较高数据传输速度的情况下，具有高的数据存储安全性。本技术采用以下技术方案:一种SSD控制芯片，包括SSD标准接口、USB接口和Flash存储控制器，所述SSD标准接口、USB接口及Flash存储控制器挂于一总线并通过所配置的总线仲裁器取得总线的占有，以用于通信连接；同时，配置有挂于所述总线的SMl加解密模块，以在使用加解密功能时，仲裁用于通信连接的设备经由该SMl加解密模块进行连接。从以上技术方案可以看出，依据本技术，当需要无需加密的数据操作时，总线仲裁器仲裁如SSD标准接口与Flash存储控制器建立通信，进行数据搬运，当需要加密功能时，SMl加解密模块作为建立通信连接的节点，将数据从如SSD标准接口端经SMl算法加密后搬移到Flash存储控制器端，从而使得数据存储具有高的数据存储安全性。采用总线控制对速度的影响不大，能够保证数据传输具有较高的速度。上述SSD控制芯片，所述SMl加解密模块和USB接口均设有构成数据链路节点的DMA,利用直接存储器存取技术，提高数据传输的速率。上述SSD控制芯片，所述USB接口配有寄存器组，用于配置USB接口以确定是否使用SMl加解密模块，能够快速变换功能模式。 进一步地，为了提高数据搬运的速度，上述SSD控制芯片，所述USB接口为USB3.0接口，并由USB3.0物理层加上USB3.0设备控制器构成。进一步地，为了减少外围芯片，讲题嵌入式系统的成本，上述SSD控制芯片，所述总线为内部总线，而挂在该总线上的设备采用IP模块而被整体封装。优选地，上述SSD控制芯片，该控制芯片内嵌有连接于所述总线的RISC处理器。附图说明图1为依据本技术的一种SSD控制芯片的结构原理图。具体实施方式首先，关于国家密码算法SMl,全称是SMl cryptographic algorithm,即商密I号算法，亦称SCB2算法；SMl算法是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法。该算法是国家密码管理部门审批的SMl分组密码算法，分组长度和密钥长度都为128比特，算法安全保密强度及相关软硬件实现性能与AES相当，该算法已经公开，仅以IP核(Intellectual Property core,知识产权核)的形式存在于芯片中。如图1所示的SMl加解密模块，是硬核。应知，IP核是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，该程序与集成电路工艺无关，可以移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片。而硬核提供设计阶段最终阶段产品:掩模。以经过完全的布局布线的网表形式提供，这种硬核既具有可预见性，同时还可以针对特定工艺或购买商进行功耗和尺寸上的优化。尽管硬核由于缺乏灵活性而可移植性差，但由于无须提供寄存器转移级(RTL)文件，因而更易于实现IP保护。设计者的主要任务是在规定的 时间周期内完成复杂的设计。调用IP核能避免重复劳动，大大减轻工程师的负担，因此使用IP核是一个发展趋势。IP核的名称源自硬件描述语言程序，对于硬核最终流片成集成电路，业界习惯上也罢实际对于IP核的电路单元也称为IP。IP可以看成是黑箱，在应用时只需关注起外部的连接属性，而不必考虑其内部结构。宏观的例子更容易被理解，如网络适配器(俗称网卡)，无需关注他配置有哪些硬件、软件或者固件，只需要利用他的接口接入电路构成该电路的功能部分即可。参照说明书附图1，一种SSD控制芯片，其包含匹配的接口，以及其他辅助器件，如片载存储器ROM等，如图1所示，设有总线，通过总线仲裁器控制总线所挂设备对总线的占用，如通过外部命令的驱动或者通过某种时序控制实现所挂设备的占用。在这样的结构中，匹配SSD控制芯片配置的结构，设置SMl加解密模块，从而，通过SMl加解密模块与所选接口信道的建立，进行数据搬运，用于保证数据搬运的安全性。如图1所示，是一个相对比较完整的结构，其配有32位RISC处理器，USB3.0物理层、USB3.0设备控制器、SMl加解密模块、Flash存储控制器、标准固态硬盘从机接口、中断控制器、时钟产生器、DMA (Direct Memory Access，直接存储器存取)控制器、MEM控制器(内存控制器)，上述模块全部集成在一起，通过总线进行连接。显然，本领域的技术人员据此可以精简其中的部分设备，如时钟产生器，显然可以引入外部时钟。作为一个整体，专利技术人认为可以采用如图1所示较完整的配置。USB3.0超高速接口(USB3.0物理层加上USB3.0设备控制器组成)、SMl加解密模块、标准固态硬盘从机接口、Flash存储控制器、中断控制器、时钟产生器、DMA控制器、MEM控制器通过总线与32位RISC处理器连接在一起。在上述结构中，与外部的数据接口分为USB3.0接口和标准的固态硬盘接口例如SATA, mSATA、PCIe或其他针对固态硬盘设计的标准接口。当采用USB3.0与主机相连时，USB3.0物理层加上USB3.0设备控制器构成了完整的USB3.0超高速接口。USB3.0设备控制器既可以主动占有总线，也可以被动在总线上发送接收数据。用户可以通过配置USB3.0设备控制器寄存器选择是否对数据进行加解密。当不使用加密功能时，通过USB3.0设备控制器自带的DMA把外部线缆上的高速数据(当前技术条件下，最高值为5Gbps)搬移到Flash存储控制器。当使用加密功能时，SMl加解密模块通过自带的DMA将数据从USB3.0设备控制器经SMl算法加密后搬移到Flash存储控制器，解密过程相反。当采用标准的固态硬盘接口与硬盘管理相连时，标准固态硬盘接口物理层加上标准固态硬盘从设备控制器构成了完整的固态硬盘系统。从设备控制器既可以主动占有总线，也可以被动在总线上发送接收数据。用户可以通过配置标准固态硬盘接口从设备控制器寄存器选择是否对数据进行加解密。当不使用加密功能时，通过从设备控制器自带的DMA把外部线缆上的高速数据搬移到Flash存储控制器。当使用加密功能时，SMl加解密模块通过自带的DMA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SSD控制芯片，包括SSD标准接口、USB接口和Flash存储控制器，其特征在于，所述SSD标准接口、USB接口及Flash存储控制器挂于一总线并通过所配置的总线仲裁器取得总线的占有，以用于通信连接；同时，配置有挂于所述总线的SM1加解密模块，以在使用加解密功能时，仲裁用于通信连接的设备经由该SM1加解密模块进行连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，张洪柳，戴绍新，李风志，杨萌，姚香君，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：