CN110096457B - 硬件控制系统及硬件控制方法 - Google Patents

硬件控制系统及硬件控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种硬件控制系统及硬件控制方法。硬件控制系统用来控制一功能电路。硬件控制系统包括一第一转换电路、一第二转换电路及一分析电路。第一转换电路用以转换来自一操作系统的一指令为一中介地址。第二转换电路用以依据该操作系统的一识别码转换该中介地址为一权限物理地址，该权限物理地址是由一硬件物理地址及一权限值所组成。分析电路用以分析该权限物理地址以产生该硬件物理地址及该权限值，并依据该权限值决定对应于该硬件物理地址的一控制值。该控制值是用来允许该操作系统控制该功能电路。

Description

硬件控制系统及硬件控制方法
技术领域
本发明是有关于一种控制系统及控制方法，且特别是有关于一种硬件控制系统及硬件控制方法。
背景技术
随着科技的进步，各式电子产品不断推陈出新。许多的电子产品搭载各种功能电路，以实现各种功能。功能电路例如是解密电路、解码电路、绘图电路等具有特殊功能的电路，且每个功能电路包含一或多种功能。在信息安全的考量下，系统需要对各个功能电路进行权限的控制。尤其是当不同的操作系统共用多个功能电路时，更应仅启用当下使用的操作系统所需要的特定功能电路的特定功能，并禁用其他功能电路以及该特定功能电路的其他功能。举例来说，一操作系统允许解码电路通过金钥解码具有版权的多媒体内容的同时，可能需要禁止解码电路及其他功能电路对于解码出的多媒体内容的复制权限以避免有版权的多媒体内容被盗拷。
传统上，电子产品是先利用一种通过处理器运行的软件(例如一虚拟机器(virtual machine,VM))将不同操作系统发出的命令转换为特定的中介地址(intermediate physical address)。然后再通过转换电路搭配操作系统的识别码来依据该中介地址获得硬件物理地址(hardware physical address)，以进一步依据硬件物理地址启用或禁止特定功能电路的一特定功能。
然而，传统的方式无法让操作系统直接运作被准许启用的功能电路，而必须不断的通过虚拟机器将命令转换为中介地址，因此使得运作过程相当耗时且耗费资源。
发明内容
本发明是有关于一种硬件控制系统及硬件控制方法，其通过将权限值包含于权限物理地址中的方式区分来自不同操作系统的命令。如此一来，可以让操作系统直接运作被准许启用的功能电路，而无须通过虚拟机器来进操作。
根据本发明的第一方面，提出一种硬件控制方法。该硬件控制方法用来控制一功能电路。该硬件控制方法包括以下步骤。转换来自一操作系统的一指令为一中介地址。依据该操作系统的一识别码转换该中介地址为一权限物理地址。该权限物理地址是由一硬件物理地址及一权限值所组成。分析该权限物理地址以产生该硬件物理地址及该权限值。依据该权限值决定对应于该硬件物理地址的一控制值。依据该控制值允许该操作系统控制该功能电路。
根据本发明的第二方面，提出一种硬件控制系统。硬件控制系统用来控制一功能电路。硬件控制系统包括一第一转换电路、一第二转换电路及一分析电路。第一转换电路用以转换来自一操作系统的一指令为一中介地址。第二转换电路用以依据该操作系统的一识别码转换该中介地址为一权限物理地址，该权限物理地址是由一硬件物理地址及一权限值所组成。分析电路用以分析该权限物理地址以产生该硬件物理地址及该权限值，并依据该权限值决定对应于该硬件物理地址的一控制值。该控制值是用来允许该操作系统控制该功能电路。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1绘示依据一实施例的硬件控制系统的方块图。
图2绘示根据一实施例的硬件控制方法的流程图。
图3绘示根据一实施例的权限物理地址的示意图。
图4绘示第二查找表的示意图。
图5绘示图1的分析电路的方块图。
图6绘示根据另一实施例的硬件控制系统的方块图。
图7绘示图6的分析电路的方块图。
图8绘示根据另一实施例的硬件控制方法的流程图。
图9绘示根据另一实施例的硬件控制系统的方块图。
图10绘示根据另一实施例的硬件控制系统的方块图。
图中元件标号说明如下：
100、200、300、400：硬件控制系统
110：第一转换电路
120：第二转换电路
130、230、330、430：分析电路
131、231、331、431：分离器
132、232：检验器
332、432：第一检验器
333、433：第二检验器
500：第一操作系统
550：第二操作系统
600：功能电路控制器
700：功能电路
800：存储器控制器
900：存储器
AR：分析结果
C：指令
ID：识别码
IPA：中介地址
LUT1：第一查找表
LUT2：第二查找表
LUT3：第三查找表
LUT4：第四查找表
MA：存储器地址
P：权限值
PA：硬件物理地址
PPA：权限物理地址
S110、S120、S130、S140、S150、S260：步骤
具体实施方式
请参照图1，其绘示依据一实施例的硬件控制系统100的方块图。硬件控制系统100包括一第一转换电路110、一第二转换电路120及一分析电路130。第一转换电路110、第二转换电路120及分析电路130例如是一芯片、一电路板或一芯片内的电路模块。以下进一步参照流程图详细说明各项元件的运作方式。
请再参照图2，其绘示根据一实施例的硬件控制方法的流程图。在步骤S110中，第一转换电路110转换来自第一操作系统500的一指令C为一中介地址(intermediatephysical address)IPA。第一转换电路110依据指令C查找第一查找表LUT1以获得中介地址IPA。第一查找表LUT1是为一处理器于开机时运行一软件(例如：虚拟机器(virtualmachine))所建立，其记录了指令C与中介地址IPA的对应关系。
第一转换电路110获得中介地址IPA后，将中介地址IPA传递至第二转换电路120。
在步骤S120中，第二转换电路120转换中介地址IPA为一权限物理地址PPA。举例来说，请参照图3，其绘示根据一实施例的权限物理地址PPA的示意图。在一实施例中，权限物理地址PPA是由一硬件物理地址PA及一权限值P所组成。硬件物理地址PA对应于具有一控制值的一功能电路控制器600，控制值用来准许或禁止操作功能电路700。实作上，控制值即为功能电路控制器600的状态，且功能电路控制器600可为一存储器或一寄存器。在另一实施例中，控制值用来准许或禁止操作功能电路700的一或多个特定功能，且功能电路700的不同特定功能可以同时分别由多个不同的功能电路控制器600的多个控制值进行控制。权限值P编排于硬件物理地址PA之前。在此步骤中，第二转换电路120依据中介地址IPA查找第二查找表LUT2以获得权限物理地址PPA。在另一实施例中，第二转换电路120更依据一识别码ID来查找第二查找表LUT2以获得权限物理地址PPA。识别码ID用来指示此时运行的操作系统为何，例如在此实施例中，识别码ID指示此时运行的是第一操作系统500。第二查找表LUT2是由一处理器于开机时运行一软件(例如：虚拟机器)所建立，其记录中介地址IPA与权限物理地址PPA的关系，在另一实施例中，第二查找表LUT2是记录了中介地址IPA、识别码ID与权限物理地址PPA的对应关系。
举例来说，请参照图4，其绘示第二查找表LUT2的示意图。第二转换电路120依据中介地址IPA查找出一组权限物理地址PPA，同时对权限物理地址PPA后面所记录的识别码ID进行确认。若确认相符，才可取得此权限物理地址PPA。
第二转换电路120获得权限物理地址PPA后，将权限物理地址PPA传递至分析电路130。
在步骤S130中，分析电路130分析权限物理地址PPA，以产生硬件物理地址PA及权限值P。请参照图5，其绘示图1的分析电路130的方块图。在一实施例中，分析电路130包括一分离器131及一检验器132。在此步骤中，通过分离器131拆解出硬件物理地址PA及权限值P后，将硬件物理地址PA及权限值P传递至检验器132。
在步骤S140中，分析电路130的检验器132依据权限值P查找一第三查找表LUT3，以决定对应于硬件物理地址PA的控制值。第三查找表LUT3是由一处理器于开机时运行一软件(例如：虚拟机器)所建立，其记录权限值P与此权限值P所对应的一个或多个功能电路控制器600的硬件物理地址PA。
在步骤S150中，功能电路控制器600依据控制值允许第一操作系统500控制功能电路700。如图1所示，通过硬件物理地址PA，即可决定其对应的功能电路控制器600的控制值，并进而准许操作对应的功能电路700的一或多个特定功能。功能电路700运行时，可通过存储器控制器800存取存储器900中的存储器地址MA部分。
上述实施例通过将权限值P包含于权限物理地址PPA的方式，可以直接区分来自不同操作系统(例如第一操作系统500与第二操作系统550)的命令。如此一来，第一操作系统500及/或第二操作系统550可以直接运作被准许启用的功能电路700，而无须额外通过处理器即时运行一软件(例如：虚拟机器)来进行操作。
请参照图6及图7，图6绘示根据另一实施例的硬件控制系统200的方块图，图7绘示图6的分析电路230的方块图。本实施例的硬件控制系统200与前述的硬件控制系统100不同的处在于分析电路230，其余相同的处不在重复叙述。在本实施例中，分析电路230包括分离器231及检验器232。检验器232不同于上述的检验器132。以下更搭配流程图说明上述各项元件的运作方式。
请参照图8，其绘示根据另一实施例的硬件控制方法的流程图。本实施例的硬件控制方法与前述图二的硬件控制方法不同的处在于步骤S260。而在执行完步骤S130之后，分析电路230的分离器231已将权限物理地址PPA拆解为硬件物理地址PA及权限值P。
在步骤S260中，检验器232依据权限值P，决定对应于功能电路700的一存储器地址MA是否被准许启用。在此步骤中，检验器232接收来自功能电路700传来的存储器地址MA后，查找一第四查找表LUT4，以确认存储器地址MA可否被启用。第四查找表LUT4是由一处理器运行一软件(例如：虚拟机器)所建立，其记录权限值P与存储器地址MA的关系。在一实施例中，第四查找表LUT4可以记录此存储器地址MA对应于此权限值P的下可否被读取及可否被写入。
经由检验器232分析后，输出一分析结果AR至存储器控制器800，以使存储器控制器800据以启动/禁止存储器900的存储器地址MA的读取/写入操作。
因此，通过将权限值P包含于权限物理地址PPA的方式，可以让各个操作系统直接控制功能电路700存取被准许启用的存储器地址MA，而无须通过处理器额外即时运行一软件(例如：虚拟机器)来进操作。此外，通过本实施例的操作方式，等于针对“功能电路700是否能利用存储器地址MA来操作特定功能”进行了两次的权限确认，更加提升了系统的安全性、减少了版权内容被盗拷的风险。
请参照图9，其绘示根据另一实施例的硬件控制系统300的方块图。本实施例的分析电路330包括分离器331、第一检验器332及第二检验器333。分离器331将权限物理地址PPA拆解为硬件物理地址PA及权限值P后，将硬件物理地址PA传递至第一检验器332，并将权限值P传递至第一检验器332及第二检验器333。
第一检验器332查找第三查找表LUT3，以决定对应于硬件物理地址PA的功能电路控制器600是否开启。如图9所示，通过硬件物理地址PA，即可决定其对应的功能电路控制器600的控制值，并进而准许操作对应的功能电路700的一或多个特定功能。功能电路700运行时，可通过存储器控制器800存取存储器900中的存储器地址MA部分。
第二检验器333暂存权限值P并接收来自功能电路700传来的功能电路控制器存储器地址MA，以分析对应于功能电路700的存储器地址MA可否被存取。第二检验器333接收来自功能电路700传来的存储器地址MA后，依据权限值P查找第四查找表LUT4，以确认存储器地址MA可否被存取。经由第二检验器333分析后，输出分析结果AR至存储器控制器800，以使存储器控制器800据以启动/禁止存储器900的存储器地址MA的读取/写入操作。
如此一来，只需在第二检验器333暂存权限值P，即可让各个操作系统直接存取存储器地址MA，而无须额外通过处理器即时运行一软件(例如：虚拟机器)来进操作。
请参照图10，其绘示根据另一实施例的硬件控制系统400的方块图。本实施例的分析电路430包括分离器431、第一检验器432及第二检验器433。分离器431将权限物理地址PPA拆解为硬件物理地址PA及权限值P后，将硬件物理地址PA传递至第一检验器432，并将权限值P传递至第一检验器432及功能电路700。
第一检验器432查找第三查找表LUT3，以决定对应于硬件物理地址PA的功能电路控制器600可否被启用。如图10所示，通过硬件物理地址PA，即可控制其对应的功能电路控制器600的控制值，并进而准许操作对应的功能电路700的一或多个特定功能。操作功能电路700时，可能须通过存储器控制器800存取存储器900中的存储器地址MA部分。
第二检验器433接收来自功能电路700传来的存储器地址MA与对应的权限值P，以分析对应于功能电路700的存储器地址MA可否被启用。第二检验器433接收来自功能电路700传来的存储器地址MA及权限值P后，依据权限值P查找第四查找表LUT4，以确认存储器地址MA可否被准许操作。经由第二检验器433分析后，输出分析结果AR至存储器控制器800，以使存储器控制器800据以启动/禁止存储器900的存储器地址MA的读取/写入操作。
如此一来，在第二检验器433不具备暂存功能的情况下，亦可从功能电路700来取得权限值P，以进行上述的分析程序。请注意，在硬件控制系统300中，第二检验器333先储存了权限值P，然而由于信号的处理(例如第一检验器332、功能电路控制器600与功能电路700的操作)需要时间而有延迟的问题，因此第二检验器333收到存储器地址MA时尚需先确认是否为对应该权限值P的存储器地址MA，也就是需要先进行权限值P与存储器地址MA的同步才能进行查表。然而在硬件控制系统400中，由于对应的存储器地址MA与权限值P是同时自功能电路700传送至第二检验器433，因而免除了同步的需求、也避免了同步错误所衍生的问题。
在上述各种实施例中，通过将权限值P包含于权限物理地址PPA的方式，可以区分来自不同操作系统的命令。如此一来，可以让操作系统直接运作被准许启用的功能电路700，而无须额外通过处理器即时运行一软件(例如：虚拟机器)来进行操作。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (20)

1.一种硬件控制方法，用来控制一功能电路，该硬件控制方法包括：
转换来自一操作系统的一指令为一中介地址；
依据该操作系统的一识别码转换该中介地址为一权限物理地址，该权限物理地址是由一硬件物理地址及一权限值所组成；
分析该权限物理地址以产生该硬件物理地址及该权限值；
依据该权限值决定对应于该硬件物理地址的一控制值；以及
依据该控制值允许该操作系统控制该功能电路。
2.如权利要求1所述的硬件控制方法，其特征在于，转换来自该操作系统的该指令为该中介地址的步骤是依据一第一查找表进行。
3.如权利要求1所述的硬件控制方法，其特征在于，依据该操作系统的该识别码转换该中介地址为该权限物理地址的步骤是依据一第二查找表进行。
4.如权利要求1所述的硬件控制方法，其特征在于，依据该权限值控制对应于该硬件物理地址的该控制值的步骤是依据一第三查找表进行。
5.如权利要求1所述的硬件控制方法，其特征在于，该控制值是表示该硬件物理地址对应的一功能电路控制器的状态，该功能电路控制器用以控制该功能电路的至少一部分功能是否被准许操作。
6.如权利要求1所述的硬件控制方法，包括：
依据该权限值，决定对应于该功能电路的一存储器地址是否被准许启用。
7.如权利要求6所述的硬件控制方法，其特征在于，决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许启用的步骤是依据一第四查找表进行。
8.如权利要求6所述的硬件控制方法，其特征在于，决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许启用的步骤包括：
依据该权限值，决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许读取；以及
依据该权限值，决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许写入。
9.如权利要求6所述的硬件控制方法，包括：
暂存该权限值；以及
确认对应于该功能电路的该存储器地址是否对应于该权限值。
10.一种硬件控制系统，用来控制一功能电路，该硬件控制系统包括：
一第一转换电路，用以转换来自一操作系统的一指令为一中介地址；
一第二转换电路，用以依据该操作系统的一识别码转换该中介地址为一权限物理地址，该权限物理地址是由一硬件物理地址及一权限值所组成；以及
一分析电路，用以分析该权限物理地址以产生该硬件物理地址及该权限值，并依据该权限值决定对应于该硬件物理地址的一控制值，其特征在于，该控制值是用来允许该操作系统控制该功能电路。
11.如权利要求10所述的硬件控制系统，其特征在于，该第一转换电路是通过查找一第一查找表来转换来自该操作系统的该指令为该中介地址。
12.如权利要求10所述的硬件控制系统，其特征在于，该第二转换电路是通过查找一第二查找表来依据该操作系统的该识别码转换该中介地址为该权限物理地址。
13.如权利要求10所述的硬件控制系统，其特征在于，该分析电路包括：
一第一检验器，用以查找一第三查找表来依据该权限值控制对应于该硬件物理地址的该控制值。
14.如权利要求10所述的硬件控制系统，其特征在于，该控制值是表示该硬件物理地址对应的一功能电路控制器的状态，该功能电路控制器用以控制该功能电路的至少一部分功能是否被准许操作。
15.如权利要求10所述的硬件控制系统，其特征在于，该分析电路包括：
一第二检验器，用以依据该权限值，决定对应于该功能电路的一存储器地址是否被准许启用。
16.如权利要求15所述的硬件控制系统，其特征在于，该第二检验器是通过查找一第四查找表决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许启用。
17.如权利要求15所述的硬件控制系统，其特征在于，该第二检验器用以暂存该权限值，并于接收到来自该功能电路的对应于该功能电路的该存储器地址时，确认对应于该功能电路的该存储器地址是否对应于该权限值。
18.如权利要求15所述的硬件控制系统，其特征在于，该第二检验器是自该功能电路接收该权限值以及对应于该功能电路的该存储器地址。
19.如权利要求13所述的硬件控制系统，其特征在于，该分析电路包括：
一第二检验器，用以依据该权限值，决定对应于该功能电路的一存储器地址是否被准许启用。
20.如权利要求19所述的硬件控制系统，其特征在于，该第二检验器是依据该权限值决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许读取，以及依据该权限值决定对应于该功能电路的该存储器地址是否被准许写入。
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