專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
在一般具有多個(gè)可信設(shè)備(Trusted device, TD)的TPM(Trusted platformmodule, TPM)平臺(tái)中，TPM主機(jī)與各個(gè)可信模塊TD間進(jìn)行通信中，往往有如下一些實(shí)際情況
(1) 在一般情況下，TD與TPM間進(jìn)行通信時(shí)，主要工作是在進(jìn)行安全計(jì)算和檢測(cè)，所傳輸?shù)男畔⑾抻诿荑€、證書(shū)、狀態(tài)、控制、以及少量的其它數(shù)據(jù)信息，這些通訊的信息量不大，信息量固定，每個(gè)TD的通信及處理時(shí)間差別不大。
(2) 在TD與TPM進(jìn)行通信時(shí)主要用于證明TD的合法性。每臺(tái)TD—般情況下都只與TPM控制主機(jī)進(jìn)行通訊，而TD之間沒(méi)有信息交換。
(3) 要求系統(tǒng)安全性好，TD之間的信息泄露少，使之與安全可信計(jì)算環(huán)境相匹配。
(4) 由于有些TD在某一時(shí)段并沒(méi)有啟動(dòng)，因此，TPM控制的多個(gè)TD會(huì)有時(shí)在線，而有時(shí)不在線，在線的TD也會(huì)由于現(xiàn)有的模型結(jié)構(gòu)不一樣而形成不同的控制權(quán)鏈路。
基于上述一些情況，TPM與TD通信中往往采用總線拓樸結(jié)構(gòu)或環(huán)形結(jié)構(gòu)。在總線型結(jié)構(gòu)中，由于所有TD都共享總線，因此， 一個(gè)TD的安全私有信息，如私鑰、私有證書(shū)等，極易被其它TD所監(jiān)聽(tīng)，從而導(dǎo)致安全信息的泄露。在環(huán)形結(jié)構(gòu)中， 一般需要一個(gè)環(huán)令牌Token來(lái)控制環(huán)中的哪個(gè)TD擁有通信權(quán)力，這涉及到兩個(gè)問(wèn)題 一是如何管理Token, 二是當(dāng)有些TD不在線時(shí)，它是無(wú)法獲得通信權(quán)力的，此時(shí)它要從環(huán)中脫離，這也需要對(duì)通信控制權(quán)的管理。
5本方案就是根據(jù)多TD設(shè)備共享總線方式，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)TD可變優(yōu)先權(quán)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)通信權(quán)的可控交接方案，并能靈活實(shí)現(xiàn)多TD間的通訊次序的可排序性。
TPM模塊在一個(gè)周期性的時(shí)間內(nèi)與多個(gè)TD設(shè)備進(jìn)行安全認(rèn)證和數(shù)據(jù)傳輸。采取的方式一種是周期查詢(xún)方式。由于每個(gè)TD與TPM間的通信量都差不多，因此實(shí)5見(jiàn)TPM與多個(gè)TD間的時(shí)間片輪詢(xún)的查詢(xún)方式。此方式中，控制主才幾4巴一個(gè)定時(shí)間片分為N個(gè)小時(shí)間片，分別使N個(gè)TD模塊在每個(gè)小時(shí)間片內(nèi)進(jìn)行讀寫(xiě)，控制模塊TPM依照時(shí)間片輪換喚醒各個(gè)TD才莫塊，讓其與TPM才莫塊進(jìn)入與對(duì)應(yīng)TD的通信狀態(tài)。在這種方式下，TPM才莫塊當(dāng)至始至終地與多個(gè)TDi殳備進(jìn)行循環(huán)查詢(xún)和輪環(huán)通訊，因此TPM模塊的利用率較低，特別是當(dāng)一部分TD設(shè)備沒(méi)有數(shù)據(jù)通訊要求時(shí)，時(shí)間片仍然要分配給它，致使整個(gè)系統(tǒng)效率大大降低。在這種循環(huán)調(diào)度方式中，隨著時(shí)間的移動(dòng)，每臺(tái)TD設(shè)備與TPM模塊的通訊權(quán)力和通訊時(shí)間是平等的，各臺(tái)TD設(shè)備的優(yōu)先級(jí)也不斷改變，TPM分配給每個(gè)TD模塊的時(shí)間也大致相等，不會(huì)出現(xiàn)由于某個(gè)TD與TPM模塊之間通訊時(shí)間長(zhǎng)而出現(xiàn)低級(jí)中斷丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。
另一種是中斷方式。在這種方式下，控制模塊TPM并不關(guān)心什么時(shí)候與TD設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，而是打開(kāi)中斷。TD設(shè)備中若有認(rèn)證請(qǐng)求或數(shù)據(jù)需要與TPM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，則向它提請(qǐng)中斷申請(qǐng)。這種方式大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的的效率，但在這種方式下，往往會(huì)出現(xiàn)一個(gè)TD設(shè)備與TPM模塊的通信尚未結(jié)束，其它的TD設(shè)備又要向TPM模塊申請(qǐng)通信，這就導(dǎo)致了 TPM才莫塊與TD設(shè)備通信中的沖突和嵌套，解決此沖突最好方式是進(jìn)行鏈?zhǔn)街袛鄡?yōu)先級(jí)排隊(duì)，在一個(gè)通信過(guò)程尚未結(jié)束時(shí)，又有下一個(gè)TD設(shè)備要申請(qǐng)中斷時(shí)，則進(jìn)行中斷的登記、排隊(duì)，并根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)而進(jìn)行中斷的嵌套處理，這同時(shí)又帶來(lái)嵌套層數(shù)的問(wèn)題，以及低優(yōu)先級(jí)的TD設(shè)備所占用時(shí)間片太少而通信不能及時(shí)完成的問(wèn)題。
在可信計(jì)算環(huán)境中，由于中斷隨機(jī)性和對(duì)設(shè)備的擴(kuò)展性的要求，在可信任系統(tǒng)中TD與TPM之間采用這種隨機(jī)的中斷方式， 一方面增加系統(tǒng)控制的難度，另一方面，也未考慮到可信系統(tǒng)中TD與TPM之間通信過(guò)程中數(shù)據(jù)量較固定、通信安全性要求較高、TD的在線與離線等方面的考慮。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)可信設(shè)備的中斷請(qǐng)求而由優(yōu)先級(jí)環(huán)鏈管理的控制筒單的可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置及其控制方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置，包括TPM及通過(guò)共享總線與TPM通信的多個(gè)可信設(shè)備，共享總線與TPM之間還包括有依次連接的控制某個(gè)可信設(shè)備具有通訊資格的通訊權(quán)控制模塊、對(duì)多個(gè)可信設(shè)備的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)整的可變優(yōu)先權(quán)管理模塊、保證各個(gè)可信設(shè)備的請(qǐng)求和數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)和正確傳輸?shù)耐ㄓ嵈涡虮ＷC模塊及將系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)給下一個(gè)次高優(yōu)先權(quán)可信設(shè)備的交權(quán)模塊。
該通訊權(quán)控制模塊包括第i個(gè)可信設(shè)備上的第三數(shù)據(jù)端口和第i+l個(gè)可信設(shè)備上的中斷請(qǐng)求腳連接且第N個(gè)可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口與第1個(gè)可信設(shè)備的中斷請(qǐng)求腳連接所形成的一個(gè)閉合環(huán)鏈，還包括一個(gè)N位鎖存器，用于保存每個(gè)可信設(shè)備第一數(shù)據(jù)端口的狀態(tài)位，該值由各個(gè)可信設(shè)備進(jìn)行置/復(fù)位，且該鎖存器被各個(gè)可信設(shè)備訪問(wèn)，其中1《i《N。
該通訊權(quán)控制模塊還設(shè)置有將N個(gè)可信設(shè)備是否加入閉合環(huán)鏈的電子控制開(kāi)關(guān)K。一KN—,,其受鎖存器相應(yīng)的狀態(tài)位的聯(lián)動(dòng)控制，若鎖存器中的某位是1，則對(duì)應(yīng)可信設(shè)備通過(guò)電子控制開(kāi)關(guān)Ki聯(lián)動(dòng)接通中斷請(qǐng)求腳，進(jìn)入閉合環(huán)鏈，否則該開(kāi)關(guān)接向該可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口 ，連接至閉合環(huán)鏈的下一個(gè)可信設(shè)備的中斷請(qǐng)求腳。
可變優(yōu)先權(quán)管理模塊包括在每個(gè)可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的三態(tài)緩沖門(mén)連接至中斷請(qǐng)求腳。
一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置的控制方法，其包括以下步驟
a. 利用通訊權(quán)控制模塊控制某個(gè)可信設(shè)備具有通訊資格；
b. 通過(guò)可變優(yōu)先權(quán)管理模塊對(duì)多個(gè)可信設(shè)備的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)時(shí)才全測(cè)離線可信設(shè)備，使之脫離優(yōu)先級(jí)環(huán)鏈路；C.通過(guò)通訊次序保證模塊負(fù)責(zé)保證優(yōu)先權(quán)環(huán)鏈路上各個(gè)可信設(shè)備的請(qǐng)求和
數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時(shí)和正確傳輸；
d.當(dāng)某個(gè)可信設(shè)備的服務(wù)結(jié)束后，或者其固定的時(shí)間片到達(dá)后，將通過(guò)交 權(quán)模塊將系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)給下一個(gè)次高優(yōu)先權(quán)的可信設(shè)備。
在步驟a中，對(duì)于N臺(tái)可信設(shè)備，用一個(gè)優(yōu)先級(jí)排隊(duì)鏈路鏈接，將正在與TPM 主機(jī)通信的可信設(shè)備具有最高優(yōu)先級(jí)，而再次進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列的可信設(shè)備按中斷 申請(qǐng)時(shí)間順序排隊(duì)。
在步驟b中，可信設(shè)備通過(guò)其第二數(shù)據(jù)端口向TPM發(fā)出請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，其由 整個(gè)鎖存器當(dāng)時(shí)狀態(tài)決定，當(dāng)某可信設(shè)備的時(shí)間到，可信設(shè)備通過(guò)其第一數(shù)據(jù) 端口向鎖存器對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為置l,同時(shí)4全查鎖存器的其它位，若其它N-1位全為0， 則該可信設(shè)備立即由第二凄t據(jù)端口申請(qǐng)發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)，并將該可信設(shè)備引腳中 的忙信號(hào)BUSY和REN置為1;當(dāng)該可信設(shè)備發(fā)送完數(shù)據(jù)后，將鎖存器對(duì)應(yīng)狀態(tài)位 清零，退出閉合環(huán)鏈，同時(shí)，再檢查鎖存器的其它位是否全為O，若不全為0， 該可信設(shè)備由第二數(shù)據(jù)端口發(fā)出中斷信號(hào)，通知次高優(yōu)先權(quán)的可信設(shè)備接替控 制權(quán)，下一臺(tái)可信設(shè)備從中斷請(qǐng)求腳接收到信號(hào)后，即可請(qǐng)求發(fā)送，占有通訊 控制權(quán)。
在步驟d中，每個(gè)可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的三態(tài)緩沖門(mén)連4妻 至中斷請(qǐng)求腳，當(dāng)具有最高優(yōu)先級(jí)的可信設(shè)備正在通訊時(shí)，其第一三態(tài)緩沖門(mén) 的控制門(mén)打開(kāi)，第二三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)關(guān)閉，而將下一級(jí)別可信設(shè)備的第三 三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)關(guān)閉，第四三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)打開(kāi)，當(dāng)該可信設(shè)備通信 完成后，通過(guò)其第三數(shù)據(jù)端口向下一級(jí)別的可信設(shè)備發(fā)出交權(quán)命令，下一級(jí)別 的可信設(shè)備取得控制權(quán)后，立即向TPM申請(qǐng)中斷，該可信設(shè)備的交權(quán)過(guò)程結(jié)束， 退出可變環(huán)鏈。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果多TD設(shè)備采用共享總線 的情況下實(shí)現(xiàn)可變環(huán)鏈的優(yōu)先權(quán)管理， 一方面可以在不改變現(xiàn)有計(jì)算機(jī)體系結(jié)
8構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可信模塊及外設(shè)的管理，同時(shí)根據(jù)設(shè)備的中斷請(qǐng)求而由優(yōu)先級(jí) 環(huán)鏈管理，系統(tǒng)中的離線設(shè)備可動(dòng)態(tài)地進(jìn)入或退出環(huán)鏈，提高系統(tǒng)的效率。


圖l是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖2是本發(fā)明可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置的工作原理圖； 圖3是本發(fā)明的可變環(huán)鏈的原理圖； 圖4是本發(fā)明的通訊權(quán)控制原理圖； 圖5是本發(fā)明的可變環(huán)鏈的電路實(shí)現(xiàn)原理圖； 圖6是本發(fā)明改進(jìn)的環(huán)鏈實(shí)現(xiàn)原理圖； 圖7是本發(fā)明的交權(quán)信號(hào)傳遞原理圖。
具體實(shí)施例方式
圖l是系統(tǒng)的模塊框架示意圖。系統(tǒng)由通訊權(quán)控制模塊、可變優(yōu)先權(quán)管理模 塊、通訊次序保證模塊和交權(quán)模塊等組成。多個(gè)TD設(shè)備通過(guò)共享總線與TPM相 連和通信，哪個(gè)TD設(shè)備具有通訊資格是在通訊控制權(quán)控制模塊的作用下實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)中多個(gè)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)是可調(diào)整的，在可變優(yōu)先權(quán)管理模塊的作用下可以對(duì) 系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行在線可控，并可以實(shí)時(shí)檢測(cè)離線設(shè)備，并使之脫離優(yōu)先級(jí)環(huán) 鏈路。通訊次序保證模塊負(fù)責(zé)保證優(yōu)先權(quán)環(huán)鏈路上各個(gè)TD設(shè)備的請(qǐng)求和數(shù)據(jù)通 訊的實(shí)時(shí)和正確傳輸。當(dāng)某個(gè)TD設(shè)備的服務(wù)結(jié)束后，或者其固定的時(shí)間片到達(dá) 后，將通過(guò)交權(quán)電路將系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)給下一個(gè)次高優(yōu)先權(quán)的設(shè)備。
圖3是實(shí)現(xiàn)通訊控制權(quán)原理圖。為了每個(gè)TD設(shè)備能及時(shí)地完成數(shù)據(jù)的傳送任 務(wù)，必須保證以下幾點(diǎn)
1 )每臺(tái)TD設(shè)備都能申請(qǐng)與TPM控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，而且在申請(qǐng)后的特 定時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
2)當(dāng)某一臺(tái)TD設(shè)備與TPM控制模塊正在通訊時(shí)，其它主機(jī)不能通信。
93) 某TD設(shè)備申請(qǐng)通信而不能得到響應(yīng)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)地進(jìn)入排隊(duì)等待。
4) 每臺(tái)TD設(shè)備都必須在時(shí)間T內(nèi)有發(fā)送數(shù)據(jù)的控制權(quán)，以確保認(rèn)證的有效 性和傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)不丟失。
由于TD設(shè)備得到控制權(quán)即是向TPM申請(qǐng)中斷發(fā)送數(shù)據(jù)，因此其控制權(quán)也是 數(shù)據(jù)發(fā)送的權(quán)力。
對(duì)于N臺(tái)TD設(shè)備，為了顯示其通信權(quán)力，必須用一個(gè)優(yōu)先級(jí)排隊(duì)鏈路鏈接， 讓正在與TPM主機(jī)通信的TDi殳備具有最高優(yōu)先級(jí)，而再次進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列的TD設(shè) 備按中斷申請(qǐng)時(shí)間順序排隊(duì)。通訊控制權(quán)電路如圖3.
采用一種可控的硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)優(yōu)先權(quán)的管理，通訊控制權(quán)交接過(guò)程如下 假定每臺(tái)TD設(shè)備采用三位數(shù)據(jù)端口P1,P2和P3。通過(guò)個(gè)三個(gè)信號(hào)輸出有關(guān)信號(hào)， N臺(tái)TD設(shè)備通過(guò)P3和中斷請(qǐng)求腳(INT(^)連接成了 一個(gè)閉合環(huán)鏈，并通過(guò)設(shè)置一 個(gè)N位鎖存器(圖中a)保存每個(gè)TD設(shè)備的P1端口的值，它的數(shù)據(jù)由各個(gè)TD設(shè)備 進(jìn)行置/復(fù)位，且這個(gè)鎖存器可以被各個(gè)TD設(shè)備訪問(wèn)。
系統(tǒng)初始化后，鎖存器清零，在每個(gè)TD設(shè)備的定時(shí)時(shí)間T到時(shí)，隨即通過(guò) Pl腳將鎖存器中的相應(yīng)位置l，對(duì)于定時(shí)時(shí)間未到或處于停機(jī)狀態(tài)的TD設(shè)備，相 應(yīng)鎖存器的位置O.
系統(tǒng)設(shè)置N個(gè)TD設(shè)備是否加入環(huán)鏈的電子控制開(kāi)關(guān)KO--KN-l,它受鎖存器 相應(yīng)的狀態(tài)位P1的聯(lián)動(dòng)控制，若鎖存器中的某位是l，則對(duì)應(yīng)TD設(shè)備Ki通過(guò)聯(lián)動(dòng) 開(kāi)關(guān)接通INTO弁腳，進(jìn)入環(huán)鏈，否則該開(kāi)關(guān)接向該TD設(shè)備的P3腳，即指向閉合 環(huán)的下一個(gè)TD設(shè)備的INTOl顯然，此時(shí)該機(jī)從環(huán)鏈中脫出。
P2信號(hào)作為各TD設(shè)備"請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)"，但并不是任何一臺(tái)TD設(shè)備在規(guī)定 時(shí)間到后都能請(qǐng)求發(fā)送，而是由整個(gè)鎖器器當(dāng)時(shí)狀態(tài)決定。當(dāng)某TD設(shè)備的時(shí)間 到，它先置P1-1，即使鎖存器相應(yīng)位為l,同時(shí)檢查鎖存器的其它位，若其它N-1 位全為O，則說(shuō)明其它TD設(shè)備當(dāng)時(shí)都沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，該機(jī)可以立即由P2申請(qǐng) 發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)。并置引腳TD^t塊中的忙信號(hào)BUSY和REN為l，占有通訊控制權(quán)。當(dāng)該機(jī)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，將鎖存器對(duì)應(yīng)位置清，退出環(huán)鏈。同時(shí)，再檢查鎖存器
的其它位是否全為O,若不全為0，則說(shuō)明有其它TD設(shè)備請(qǐng)求認(rèn)證和數(shù)據(jù)傳送， 該機(jī)由P2發(fā)出中斷信號(hào)，通知邏輯上的下一臺(tái)TD設(shè)備接替控制權(quán)，下一臺(tái)TD設(shè) 備從INT(^腳接收到信號(hào)后，即可請(qǐng)求發(fā)送，占有通訊控制權(quán)。從邏輯上實(shí)現(xiàn)了 通訊控制權(quán)的交接。
在分布式多TD設(shè)備請(qǐng)求認(rèn)證和數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，通訊次序的保證是通訊控 制權(quán)交接的前提。通訊權(quán)的交接主要涉及到是軟件及協(xié)議的處理，而通訊次序 除了涉及到軟件與協(xié)議之外，還要是硬件設(shè)計(jì)方面。
圖3中，各TD設(shè)備依照次序構(gòu)成了一個(gè)閉合環(huán)鏈，若將多個(gè)TD設(shè)備看成多 個(gè)節(jié)點(diǎn)，其拓樸結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的順序結(jié)構(gòu)(0-l-2-3-4-5-6-7-0),若某臺(tái) 或TD不進(jìn)網(wǎng)，則將相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)短接，而整個(gè)拓樸結(jié)構(gòu)不會(huì)變。
由此環(huán)鏈來(lái)控制通訊權(quán)的交換，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)"插隊(duì)"現(xiàn)象，這主要是由于
置一個(gè)優(yōu)先級(jí)，可以有效地實(shí)現(xiàn)多個(gè)TD設(shè)備的公平性的占有通信的機(jī)會(huì)，確保 每個(gè)TD設(shè)備的地位是平等的。例如，0-3-2-5-4-7-1-6-O優(yōu)先權(quán)是一個(gè)在順序結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)上的一個(gè)可改變優(yōu)先級(jí)的多i殳備優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)。
為避免由"插隊(duì)，，現(xiàn)象所引起的通訊優(yōu)先級(jí)的平等性，設(shè)計(jì)一個(gè)具有可變 的環(huán)鏈網(wǎng)絡(luò)保i正通訊次序。
圖4中，當(dāng)任意一臺(tái)TD設(shè)備需要請(qǐng)求發(fā)送時(shí)，若當(dāng)時(shí)控制鎖存器的其余鎖存 器的相應(yīng)位全為O (即只有本機(jī)相應(yīng)位為l ),則將此TD設(shè)備鏈到0弁鏈，若有一個(gè) 1,則鏈入1#鏈，...，每臺(tái)新加入的環(huán)鏈的TD設(shè)備總是連接到設(shè)備鏈路的末端。 由于多個(gè)TD設(shè)備在請(qǐng)求認(rèn)證服務(wù)和數(shù)據(jù)通信服務(wù)時(shí)彼此之間是沒(méi)有時(shí)間上的關(guān) 聯(lián)的，因此進(jìn)入鏈的設(shè)備鏈的優(yōu)先級(jí)是根據(jù)設(shè)備進(jìn)行請(qǐng)求的時(shí)間作為優(yōu)先權(quán)的 大小?？煽夭考捎枚鄠€(gè)三態(tài)門(mén)進(jìn)行控制。
要實(shí)現(xiàn)上述的可變鏈路電路，只需為每臺(tái)TD設(shè)備增配一組三態(tài)門(mén)，如圖5。
ii若需要將編號(hào)為X的TD設(shè)備鏈入到環(huán)鏈，只需將相應(yīng)的三態(tài)門(mén)打開(kāi)。圖5中即是
0存號(hào)TD設(shè)備的INTO0申請(qǐng)進(jìn)入環(huán)鏈的示意圖，圖5中寄存器的內(nèi)容是當(dāng)進(jìn)入環(huán) 鏈的第i個(gè)TD設(shè)備所對(duì)應(yīng)的鎖存器除第i位外，其余位若為0個(gè)"1",則130=1,有 l個(gè)T則bl:l，…，若有N-1個(gè)1則，bN-l=l。
為保證TD設(shè)備不出現(xiàn)"插隊(duì)"現(xiàn)象，利用一種可變的環(huán)鏈結(jié)構(gòu)，本著"先 來(lái)先進(jìn)環(huán)，，的原則進(jìn)行優(yōu)先級(jí)服務(wù)。這種方案采用兩種方式保證 一是利用硬 件組成的環(huán)鏈，另 一種是利用軟件判斷其優(yōu)先級(jí)。
改進(jìn)的可變優(yōu)先權(quán)的通訊環(huán)鏈方案如圖6?？勺儹h(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，每臺(tái)TD設(shè)備都 用一組8三態(tài)緩沖門(mén)。在改進(jìn)的方案中，只需要2個(gè)三態(tài)門(mén)即可由于每次與TPM 模塊通信的TD設(shè)備都享有最高優(yōu)先權(quán)，其請(qǐng)求和通訊結(jié)束后都將控制權(quán)交給下 一個(gè)環(huán)鏈中具有較高優(yōu)先權(quán)的TD設(shè)備，此時(shí)先前的TD設(shè)備已退出了可變環(huán)鏈。 在這時(shí)與TPM模塊通信的TD設(shè)備享有最高優(yōu)先權(quán)。此時(shí)各TD設(shè)備的優(yōu)先權(quán)分別 各自在自己的鎖存器中保存，只有當(dāng)與主機(jī)通信完成后，主機(jī)通知所有TD設(shè)備 都進(jìn)行移位操作(和上升一個(gè)優(yōu)先級(jí))，這時(shí)后面的環(huán)形鏈沒(méi)有多大意義，只需 要一個(gè)鏈連接最高優(yōu)先級(jí)的TD設(shè)備和次高級(jí)TD設(shè)備就可以。
圖6中，當(dāng)具有最高優(yōu)先級(jí)的0#機(jī)正在通訊時(shí)，控制門(mén)C11開(kāi)(此時(shí)沒(méi)有中 斷信號(hào)進(jìn)來(lái))，C12關(guān)閉，C21關(guān)閉(不允許向外部發(fā)出中斷申請(qǐng))，C22開(kāi)(任 何時(shí)候都等候外部中斷)。當(dāng)0#機(jī)通信完成后，向下一級(jí)別的1#發(fā)出交權(quán)命令(通 過(guò)P3口 )， 1#機(jī)取得控制權(quán)后，立即向主機(jī)申請(qǐng)中斷，0#機(jī)的交權(quán)過(guò)程結(jié)束，退 出可變環(huán)鏈。此時(shí)系統(tǒng)只需要兩個(gè)三態(tài)緩沖門(mén)，大大減少了成本以及硬件設(shè)計(jì)。
圖7顯示交權(quán)信號(hào)的傳遞。它通過(guò)一片74LS199芯片進(jìn)行控制，當(dāng)前的服務(wù) TD設(shè)備的認(rèn)證和通訊過(guò)程結(jié)束時(shí)，通過(guò)控制74LS199芯片中置QH-0和QG二1, P3的隊(duì)列令牌信號(hào)將由三態(tài)門(mén)A流向三態(tài)門(mén)B，到達(dá)下一個(gè)具有最高優(yōu)先級(jí)的TD 設(shè)備，此TD設(shè)備收到P3的令牌信號(hào)后將進(jìn)入中斷服務(wù)處理程序。這樣，完成了 通訊控制權(quán)的交接工作。
1權(quán)利要求
1、一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置，包括TPM及通過(guò)共享總線與TPM通信的多個(gè)可信設(shè)備，其特征在于共享總線與TPM之間還包括有依次連接的控制某個(gè)可信設(shè)備具有通訊資格的通訊權(quán)控制模塊、對(duì)多個(gè)可信設(shè)備的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)整的可變優(yōu)先權(quán)管理模塊、保證各個(gè)可信設(shè)備的請(qǐng)求和數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)和正確傳輸?shù)耐ㄓ嵈涡虮ＷC模塊及將系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)給下一個(gè)次高優(yōu)先權(quán)可信設(shè)備的交權(quán)模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置，其特征在于 該通訊權(quán)控制模塊包括第i個(gè)可信設(shè)備上的第三數(shù)據(jù)端口 (P3)和第i+l個(gè)可 信設(shè)備上的中斷請(qǐng)求腳連接且第N個(gè)可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口 (P3)與第1個(gè) 可信設(shè)備的中斷請(qǐng)求腳連接所形成的一個(gè)閉合環(huán)鏈，還包括一個(gè)N位鎖存器， 用于保存每個(gè)可信設(shè)備第一數(shù)據(jù)端口 (Pl)的狀態(tài)位，該值由各個(gè)可信設(shè)備進(jìn) 行置/復(fù)位，且該鎖存器被各個(gè)可信設(shè)備訪問(wèn)，其中l(wèi)《i《N。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置，其特征在于 該通訊權(quán)控制模塊還設(shè)置有將N個(gè)可信設(shè)備是否加入閉合環(huán)鏈的電子控制開(kāi)關(guān) K。一KN—,,其受鎖存器相應(yīng)的狀態(tài)位的聯(lián)動(dòng)控制，若鎖存器中的某位是l,則對(duì)應(yīng) 可信設(shè)備通過(guò)電子控制開(kāi)關(guān)Ki聯(lián)動(dòng)接通中斷請(qǐng)求腳，進(jìn)入閉合環(huán)鏈，否則該開(kāi) 關(guān)接向該可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口 (P3),連接至閉合環(huán)鏈的下一個(gè)可信設(shè)備的 中斷ffr求腳。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置，其特征在于 可變優(yōu)先權(quán)管理模塊包括在每個(gè)可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口 (P3)通過(guò)兩個(gè)串聯(lián) 的三態(tài)緩沖門(mén)連接至中斷請(qǐng)求腳。
5、 一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置的控制方法，其特征在于包括以下 步驟a.利用通訊權(quán)控制模塊控制某個(gè)可信設(shè)備具有通訊資格；b. 通過(guò)可變優(yōu)先權(quán)管理模塊對(duì)多個(gè)可信設(shè)備的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)時(shí)檢測(cè)離線可信設(shè)備，使之脫離優(yōu)先級(jí)環(huán)鏈路；c. 通過(guò)通訊次序保證模塊負(fù)責(zé)保證優(yōu)先權(quán)環(huán)鏈路上各個(gè)可信設(shè)備的請(qǐng)求和數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時(shí)和正確傳輸；d. 當(dāng)某個(gè)可信設(shè)備的服務(wù)結(jié)束后，或者其固定的時(shí)間片到達(dá)后，將通過(guò)交權(quán)模塊將系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)給下一個(gè)次高優(yōu)先權(quán)的可信設(shè)備。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于在步驟a中，對(duì)于N臺(tái)可信設(shè)備，用一個(gè)優(yōu)先級(jí)排隊(duì)鏈路鏈接，將正在與TPM主機(jī)通信的可信設(shè)備具有最高優(yōu)先級(jí)，而再次進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列的可信設(shè)備按中斷申請(qǐng)時(shí)間順序排隊(duì)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于在步驟b中，可信設(shè)備通過(guò)其第二數(shù)據(jù)端口 (P2)向TPM發(fā)出請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，其由整個(gè)鎖存器當(dāng)時(shí)狀態(tài)決定，當(dāng)某可信設(shè)備的時(shí)間到，可信設(shè)備通過(guò)其第一數(shù)據(jù)端口 (Pl)向鎖存器對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為置l，同時(shí)^f全查鎖存器的其它位，若其它N-l位全為O,則該可信i殳備立即由第二數(shù)據(jù)端口 (P2)申請(qǐng)發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)，并將該可信設(shè)備引腳中的忙信號(hào)BUSY和REN置為1;當(dāng)該可信設(shè)備發(fā)送完數(shù)據(jù)后，將鎖存器對(duì)應(yīng)狀態(tài)位清零，退出閉合環(huán)鏈，同時(shí)，再檢查鎖存器的其它位是否全為O，若不全為0，該可信設(shè)備由第二數(shù)據(jù)端口 (P2)發(fā)出中斷信號(hào)，通知次高優(yōu)先權(quán)的可信設(shè)備接替控制權(quán)，下一臺(tái)可信設(shè)備從中斷請(qǐng)求腳接收到信號(hào)后，即可請(qǐng)求發(fā)送，占有通訊控制權(quán)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于在步驟d中，每個(gè)可信設(shè)備的第三數(shù)據(jù)端口 (P3)通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的三態(tài)緩沖門(mén)連接至中斷請(qǐng)求腳，當(dāng)具有最高優(yōu)先級(jí)的可信設(shè)備正在通訊時(shí)，其第一三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)(Cll)打開(kāi)，第二三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)(C12)關(guān)閉，而將下一級(jí)別可信設(shè)備的第三三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)(C21)關(guān)閉，第四三態(tài)緩沖門(mén)的控制門(mén)(C22)打開(kāi)，當(dāng)該可信設(shè)備通信完成后，通過(guò)其第三數(shù)據(jù)端口 (P3)向下一級(jí)別的可信設(shè)備發(fā)出交權(quán)命令，下一級(jí)別的可信設(shè)備取得控制權(quán)后，立即向TPM申請(qǐng)中斷，該可信設(shè)備的交權(quán)過(guò)程結(jié)束，退出可變環(huán)鏈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可信模塊的可變優(yōu)先權(quán)通訊裝置，包括TPM及通過(guò)共享總線與TPM通信的多個(gè)可信設(shè)備，其特征在于共享總線與TPM之間還包括有依次連接的控制某個(gè)可信設(shè)備具有通訊資格的通訊權(quán)控制模塊、對(duì)多個(gè)可信設(shè)備的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)整的可變優(yōu)先權(quán)管理模塊、保證各個(gè)可信設(shè)備的請(qǐng)求和數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)和正確傳輸?shù)耐ㄓ嵈涡虮ＷC模塊及將系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)給下一個(gè)次高優(yōu)先權(quán)可信設(shè)備的交權(quán)模塊。本發(fā)明根據(jù)可信設(shè)備的中斷請(qǐng)求而由優(yōu)先級(jí)環(huán)鏈管理，控制簡(jiǎn)單、系統(tǒng)工作效率高。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101488911SQ20081021952
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者敏 周, 張明武, 波 楊, 祝勝林 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)