CN108537069A - 存储测试仪数据自毁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数据自毁的方法，具体为存储测试仪数据自毁方法。它主要由三个方面构成，第一，设定了数据定时自毁，到达定时时间后唤醒控制芯片，并与CPLD或者FPGA配合执行数据擦除操作；第二，设置了非正常读取自毁，当第一次接收到错误的读数指令时，如果没有在规定的定时时间内输入正确的指令，则执行唤醒控制芯片，并与CPLD或者FPGA配合执行数据擦除操作；第三，电池掉电自毁，在原有采集存储电路上增加了电池掉电检测电路，确认电池掉电后，利用电路板上的储能电容中存储的电量擦除存储芯片中存储的数据。本发明采用数据定时自毁、非正常读取自毁、装置断电后快速完成数据自毁的方法，来保证存储测试记录仪丢失时，或在电池因人为拆卸或意外断电时，测试仪仍可以完成数据自毁，不会造成数据的泄密。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据自毁的方法，具体为存储测试仪数据自毁方法。
背景技术
海上舰船以及舰载设备的爆炸冲击测试试验因海洋测试后舰船沉没，舰船与测试装置随洋流运动，打捞困难的特殊环境，以及弹载实验测试中存在故障时，飞行器或测试装置会远离预定地点几十公里甚至几百公里的特殊环境，测试中所用的存储测试记录仪易丢失、难找回，而记录仪一旦丢失，极有可能造成秘密数据的泄露，会对国防安全造成威胁。
目前，大多数数据存储测试仪采取按键式对数据进行销毁，例如专利号为2008201031562的实用新型专利《带自销毁的存储介质装置》中利用存储器管理单元与主控芯片相连,由主控芯片根据自销毁按键的状态对存储器管理单元进行操作。还有一种应用较为广泛的远程自毁采用无线传输命令的方式进行自毁，例如专利号为2009100833527的发明专利《一种带有远程自毁功能的移动存储装置》采用主动自毁机制，由用户远程主动销毁移动存储设备中的密钥或者数据。但是这两种数据自毁的方法都不太适合用于海洋环境或者弹载测试，因为记录仪一旦丢失，按键如果没有被按下就极有可能造成数据泄露，在测试仪超出无线遥测的范围的情况下，几乎不可能接收到数据自毁指令，此外，当装置中电池掉电情况发生时，上述数据自毁也是不可能完成的。中北大学王俊峰的学位论文《船用超压参数测试技术研究》中提到的非正常读数自毁功能是根据检测非正常读数次数来判断的，这种技术存在这样的不足：如果非测试人员对电路下电后再进行重新上电，可以进行多次试读时，而电路不会自动擦除记录数据，此种数据自毁方法会具有很大的安全隐患。论文中提及的定时自毁是在采集结束后开启定时功能，必须保证电池有电状态下达到定时时长才能完成数据的擦除自毁。但是在实际测试中，因爆炸场的复杂测试环境，当测试装置进入触发态后，会出现在进行数据采集时而未到达设定记录容量就掉电的情况，该种情况下记录仪的定时就不会开启，无法对已记录的数据进行擦除自毁。专利号为2014102868396的发明专利《一种电子设备的数据掉电保护电路》中提到的保护电路设有电压监视模块，在电池电压低时自动销毁数据，而当电池瞬间断电时数据自毁是不可能完成的。
发明内容
为了解决已有的存储测试仪数据自毁方法存在的问题，本发明提供了存储测试仪数据自毁方法。
本发明是采用如下的技术方案实现的：存储测试仪数据自毁方法，包括数据采集方法、数据的定时自毁方法、非正常读取自毁方法和电池掉电自毁方法。
数据采集方法为：开启串口以接收启动命令，当接收到启动命令后，采集系统进行循环写数据；当接收到触发命令后或触发电压有效时进入触发态，采集系统由循环写数据跳转到到顺序写数据记录待测信号；数据采集完成后，控制芯片将触发时刻的存储地址与结束写存储地址发送给CPLD或者FPGA，随后控制芯片进入低功耗模式；
数据定时自毁方法为：记录仪一旦进入触发态就开启控制芯片中的定时器1的定时功能，定时器1的时钟源为控制芯片内部时钟，到达定时时间产生硬中断以唤醒控制芯片，进行数据擦除操作。
非正常读取自毁方法为：数据读取的命令值和命令字节间隔时间由设计人员设定；数据采集完成后控制芯片进入低功耗模式，当串口产生读数请求时，唤醒芯片进行读数指令检测，若判断出第一次收到错误读数指令后，开启定时器2的计时功能，在定时器2的定时时间内如果没有收到正确指令，定时器2产生中断唤醒控制芯片，擦除存储器中的记录数据。
电池掉电自毁方法为：在原有的采集存储电路的基础上，增加电池掉电检测电路，电池的正极通过二极管1后连接到装置供电口，与电池的负极共同为装置供电；电池的正极通过二极管1、二极管2后，分别输入到电压比较器的两个端口，电压比较器的输出连接到装置中的CPLD或者FPGA的一个管脚, 储能电容连接到装置供电口的两端,储能电容的正极板还和电压比较器的一个端口连接；当电池因人为拆卸或者电池意外断电时，CPLD或者FPGA上与电压比较器连接的那个管脚检测到上升沿后再通过m个脉冲的高电平检测以确认电池掉电后，利用电路板上储能电容中存储的电荷给CPLD或者FPGA提供电量，以完成数据的擦除。
本发明采用数据定时自毁、数据读取命令检测、装置断电后快速完成数据自毁的方法，来保证存储测试记录仪丢失时，或者电池因人为拆卸或者意外瞬态掉电情况发生时测试仪仍可以完成数据自毁，不会造成数据的泄密。
附图说明
图1为本发明数据定时自毁方法流程图。
图2为本发明非正常读取自毁方法流程图。
图3为电池掉电自毁的电路结构说明图。
图中：1-电池，2-储能电容，3-二极管1,4-二极管2,5-电压比较器，6-采集存储板，7-CPLD或FPGA芯片，8-装置供电口。
具体实施方式
存储测试仪中控制芯片可以为MSP430等型号的单片机、STM32等型号的ARM芯片；CPLD可以选择XCR3128等系列的芯片，或者是EP4CE10等系列的FPGA芯片；FLASH芯片可以为K9K8G等系列的芯片。
数据的定时自毁方法具体流程请参看图1，图1为整个控制系统的工作流程图，下面对数据的定时自毁方法进行详细说明。
首先，对采集存储板电路中控制芯片和CPLD或者FPGA初始化后，控制芯片开启串口，以接收命令。当控制芯片接收到启动命令后，在串口中断程序中将启动标志位即启动flag置1，控制芯片不断扫描检测启动flag是否等于1，一旦检测到条件成立立即进入循环写数据的状态；控制芯片接收到触发命令后，在串口中断程序中将触发标志位即触发flag置1，控制芯片通过扫描检测到触发flag等于1时，或者当触发电压值有效时，开启定时器1的定时功能，并且关闭串口以保证存储系统不受任何干扰地进行顺序写数。当数据写满预定值以后，打开全局中断和定时器1中断，使控制芯片进入低功耗模式，系统处于休眠状态。在此模式下，控制芯片的工作电流极小，可以有效的降低系统功耗。当定时时间到达，定时器1产生硬中断，唤醒控制芯片并且执行数据擦除，具体的擦除操作由控制芯片与CPLD或者FPGA配合完成。
其中，CPLD或者FPGA接收来自FIFO缓存的数据，接收到数据后与自身预设的电压值比较，如果超过这个电压值就认为触发电压值有效；控制芯片中的定时器1的定时功能利用控制芯片的硬件定时器结合中断服务子程序完成，通过编写程序来设定定时时间长度，定时时间的长短由设计人员根据具体的工作环境决定；为了有效降低系统功耗，定时功能的实现选取控制芯片内部时钟作为定时器1的时钟源。
非正常读取自毁方法具体操作流程参看图2，当顺序写数结束以后即数据采集完成后，开启控制芯片的全局中断，并且开启定时器2中断后控制芯片进入低功耗模式。当外部人员试图读取存储记录仪内部数据时，控制芯片的串口产生读数请求，通过中断唤醒控制芯片，并判断是否为第一次收到读数指令，如果是第一次收到读数指令，对收到的读数指令与预定读数指令进行比较，如果判断结果正确，则将读数flag置1，可以读数；如果检测结果不正确，则开启定时器2的定时功能。如果不是第一次收到读数命令，对接收到的指令进行判断，若在定时时间内可以接收到正确的读数指令，则停止定时器2工作，读数flag置1；若在规定的定时时间未接收到正确的读数命令，定时器2到达设定的定时时间后，产生定时中断擦除数据，具体的擦除操作由控制芯片与CPLD或者FPGA配合完成。定时时间的长短由设计人员设定，比如可以选择大约2分钟的定时时长。为了有效降低系统的功耗，控制芯片内部时钟作为定时器2的时钟源。
电池掉电自毁方法说明：当存储记录仪因意外情况而瞬间掉电或者被非测试相关人员拾取，企图将电池拆卸以获取存储测试仪中的数据时，不论存储测试仪内部是否含有记录的测试数据，在电池瞬间掉电时刻，都可以利用电路板上的储能电容中的电量来开启一次擦除操作。
1、电池掉电检测电路结构及说明
本设计在原有的采集存储装置的基础上增加了掉电自毁电路，电池掉电自毁的电路结构请参看图3，电池的正极通过二极管1后连接到装置供电口，与电池的负极共同为装置供电；电池的正极通过二极管1、二极管2后，分别输入到电压比较器的两个端口，电压比较器的输出连接到装置中的CPLD或者FPGA的一个管脚, 储能电容连接到装置供电口的两端,储能电容的正极板还和电压比较器的一个端口连接。
本设计主要基于电容的充放电原理，当电池正常工作时，二极管1、2导通，比较器的两个输入端的电压相同，电压比较器输出为低电平；并且储能电容通过电池的充电存储了一定的电荷量，其两端电压值等于装置供电电压值。
当电池断电时，在断电的瞬间，利用电容上存储的电荷不会立即消失的特性，二极管1、二极管2反向截止，比较器的两个输入端电压不相等，比较器输出一个高电平。当检测到电池掉电时，装置供电端就可以利用储能电容中存储的电荷为系统提供电量以执行擦除操作。
电容容值的选择：电容上的电压从电池掉电时刻开始直到降低到控制芯片以及存储芯片可以工作的电压以下的时刻为止，这个时间段记作t 1，擦除存储器中有效数据的时间为t 2,为了保证擦除可以完成，需要保证t 1>t 2。在本设计中，储能电容可以选择例如1000μF或者2000μF。
2、电池掉电自毁流程说明
当电路供电正常时，比较器输出为低电平；当电池意外断电时，输出为高电平，于是电池一旦断电，就会产生一个上升沿的脉冲；如果CPLD或者FPGA的I/O管脚检测到这个上升沿后，再进行m(例如m=10,可由设计人员设定)个时钟脉冲的的高电平检测，保证电池确实为意外掉电，并非外界干扰引起；CPLD或者FPGA一旦确认电池掉电，结合内部存储的触发时刻的存储地址与结束写存储地址立刻执行擦除操作，否则不执行擦除操作。
Claims (1)
1.存储测试仪数据自毁方法，其特征在于包括数据采集方法、数据的定时自毁方法、非正常读取自毁方法和电池掉电自毁方法；
数据采集方法为：开启串口接收启动命令，当接收到启动命令后，进行循环写数据；当接收到触发命令后或触发电压有效时进入触发态，装置进行顺序写数据；数据采集完成后，控制芯片将存储芯片中触发时刻的存储地址与结束写存储地址发送给CPLD或者FPGA，并且控制芯片进入低功耗模式；
数据的定时自毁方法为：定时开始时刻为记录仪一旦进入触发态的时刻；定时功能由控制芯片中的定时器1实现；定时器1的时钟源选择为控制芯片内部时钟，到达定时时间后产生硬中断以唤醒控制芯片，控制芯片与CPLD或者FPGA配合完成数据的擦除；
非正常读取自毁方法为：数据读取的命令值和命令字节间隔时间由设计人员设定；数据采集完成后开启定时器2的定时功能，定时器2的时钟源为控制芯片内部时钟；产生读数请求时通过中断唤醒控制芯片，进行读数指令检测，如果是第一次输入的读数指令错误，则开启定时器2的定时功能；定时器2的定时时间时长由设计人员设定；如果到达定时时长还没有接收到正确的读数指令，定时器2产生中断唤醒控制芯片，与CPLD或者FPGA配合执行擦除操作；
电池掉电自毁方法为：在原有的采集存储电路的基础上，增加电池掉电检测电路：电池的正极通过二极管1后连接到装置供电口，与电池的负极共同为装置供电；电池的正极通过二极管1、二极管2后，分别输入到电压比较器的两个端口，电压比较器的输出连接到装置中的CPLD或者FPGA的一个管脚, 储能电容连接到装置供电口的两端,储能电容的正极板还和电压比较器的一个端口连接，当电池因人为拆卸或者电池因其他意外瞬间断电时，CPLD或者FPGA上的管脚检测到上升沿后再通过m个脉冲的高电平检测以确认电池掉电后，CPLD或者FPGA利用电路板上储能电容中存储的电量完成数据的擦除。
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