[实用新型]一种U盘控制芯片

说明书

本实用新型涉及一种U盘控制芯片。 

U盘，全称USB闪存驱动器，英文名“USB Flash Disk”。它是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，通过USB接口与电脑连接，实现即插即用。 

U盘的称呼最早来源于朗科科技生产的一种新型存储设备，名曰“优盘”，使用USB接口进行连接。U盘连接到电脑的USB接口后，U盘的资料可与电脑交换。而之后生产的类似技术的设备由于朗科已进行专利申请，而不能再称之为“优盘”，而改称谐音的“U盘”。后来，U盘这个称呼因其简单易记而因而广为人知，是移动存储设备之一。 

U盘的组成很简单：外壳+机芯，后者为功能性器件，通常机芯包括一块PCB+USB主控芯片+晶振+贴片电阻、电容+USB接口+贴片LED（不是所有的U盘都有）+Flash(快闪存储器)芯片。其中Flash为存储芯片，其余部分为通信、控制和传输的功能性器件。 

现阶段Flash存储介质单芯片容量越来越大、价格越来越低，USB接口也升级到3.0，理论上的最高速率达到5.0Gbps。大容量的Flash对数据的存取速度提出了更高的要求，所以使用USB3.0接口的U盘控制芯片也越来越多。 

如上述U盘控制的基本构成，并没有考虑数据存储的安全性。为了保证Flash存储器中数据的安全性，提出了许多控制芯片，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。 

为此，本实用新型的目的在于提供一种基于SM1加解密模块的U盘控制芯片，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。 

本实用新型采用以下技术方案： 

一种U盘控制芯片， 包括USB接口及通过USB物理层连接该USB接口的USB设备控制器，以及用于连接Flash的Flash存储控制器，其特征在于，所述USB设备控制器和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USB设备控制器和Flash存储控制器经由该SM1加解密模块进行连接。

从以上技术方案可以看出，依据本实用新型，当需要无需加密的数据操作时，总线仲裁器仲裁USB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，SM1加解密模块作为建立通信连接的节点，将数据从USB接口端经SM1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U盘控制芯片，所述SM1加解密模块和USB接口均设有构成数据链路节点的DMA。 

上述U盘控制芯片，所述SM1加解密模块和USB接口均设有构成数据链路节点的DMA。 

上述U盘控制芯片，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SM1加解密模块。 

上述U盘控制芯片，所述USB接口为USB3.0接口。 

上述U盘控制芯片，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。 

上述U盘控制芯片，该控制芯片内嵌有连接于所述总线的RISC处理器，并配有辅助该RISC处理器的ROM。 

图1为依据本实用新型的一种U盘控制芯片的结构原理图。 

首先，关于国家密码算法SM1，全称是SM1 cryptographic algorithm，即商密1号算法，亦称SCB2算法； 

SM1 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 SM1 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，仅以 IP 核（Intellectual Property core，知识产权核）的形式存在于芯片中。