[實用新型]一種基于FPGA的加密串口交換模塊

有效

• 申請號: 201720772434.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN206819347U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 張孝飛;李朋;趙素梅;金長新;于治樓
• 申請（專利權）人: 濟南浪潮高新科技投資發展有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 孫園園

技術領域

本實用新型涉及通信領域的接口，具體地說是一種基于FPGA的加密串口交換模塊。

背景技術

目前，串口交換是通過單片機實現的，而一般單片機串口數量有限，要實現多路數據交換需要多個單片機，這樣在設計的時候占用PCB板面積較大。

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。如何利用FPGA來實現串口交換并能配置各個串口的工作模式，可根據FPGA的型號管腳數量多少實現多路串口數據交換，以串口數量多少選擇FPGA型號。

專利號為CN104866452A的專利文獻公開了一種基于 FPGA和TL16C554A的多串口擴展方法，采用的硬件包括 FPGA、n 個TL16C554A 芯片、n 個串口電平變換芯片，FPGA 與DSP 通過數據總線、地址總線和控制總線相連接，FPGA 作為 DSP 處理器的異步存儲器，完成與 DSP的通信，以及 TL16C554A 芯片的時序驅動、片選譯碼和中斷譯碼。TL16C554A 芯片為異步串行通信的管理單元，包括 4 個串口通信管理單元，能夠將并行數據轉換成 4 路的串行輸出，可以實現 4 個串口的收發管理，能同時實現與 4n 個設備通訊。但是該技術方案不能解決利用FPGA來實現串口交換并能配置各個串口的工作模式的問題。

發明內容

本實用新型的技術任務是針對以上不足，提供一種基于FPGA的加密串口交換模塊，來解決如何利用FPGA來實現串口交換并能配置各個串口的工作模式的問題。

本實用新型的技術任務是按以下方式實現的，一種基于FPGA的加密串口交換模塊，包括現場可編程門陣列FPGA，所述現場可編程門陣列FPGA內包括交換模塊、串口配置模塊、I2C模塊、存儲模塊、N個加密模塊、N個串口收發模塊和N個電平轉換芯片，交換模塊分別電連接串口配置模塊、I2C模塊和加密模塊，串口配置模塊電連接電平轉換芯片，I2C模塊電連接存儲模塊；加密模塊電連接串口收發模塊，串口收發模塊電連接電平轉換芯片；

其中，串口配置模塊用于對串口收發模塊進行工作模式配置；

存儲模塊用于存儲串口配置模塊配置串口收發模塊的配置參數；

交換模塊用于實現各個串口收發模塊之間數據的交換，根據需求進行不同串口之間通路識別及數據交換；

加密模塊用于對數據進行加密。

作為優選，所述串口配置模塊采用專用RS232串口配置模塊。

作為優選，所述存儲模塊采用EEPROM配置參數存儲模塊。

作為優選，所述電平轉換芯片采用RS232電平轉換芯片。

作為優選，所述加密模塊、串口收發模塊和電平轉換芯片一一對應設置。

作為優選，所述加密模塊和串口收發模塊均設置有四個。

本實用新型的基于FPGA的加密串口交換模塊具有以下優點：

（一）、本實用新型利用FPGA的可重構性和可編程性，在現場可編程門陣列FPGA內部搭建N個串口收發模塊，通過專用配置串口模塊配置串口收發模塊的參數，將配置的參數存在EEPROM配置參數存儲模塊中，串口收發模塊能夠實現N個串口數據交換，可以選擇性自行添加串口識別幀頭，也可以一主多從式廣播數據，加密模塊通過加密算法對串口數據進行加密；

（二）、本實用新型能夠滿足需要帶有保密的串口數據交換的應用環境中，可以應用在計算機領域、云終端、物聯網終端、多媒體終端等帶有串口接口的數據交換應用場景；

（三）、本實用新型適用于信息控制中心、呼叫中心、證券/金融交易系統、銀行數據中心、工業控制環境、教學環境、測試中心等所有的利用串口接口進行數據交換的環境中。

故本實用新型具有設計合理、結構簡單、使用方便、一物多用等特點，因而，具有很好的推廣使用價值。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

附圖1為基于FPGA的加密串口交換模塊的結構框圖。

具體實施方式

參照說明書附圖和具體實施例對本實用新型的基于FPGA的加密串口交換模塊作以下詳細地說明。

實施例1：