CN111552992A - 一种不对称安全级别的双系统多模通信架构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不对称安全级别的双系统多模通信架构，包括设有终端硬件的系统A、设有终端硬件的系统B、以及连接系统A与系统B的公共外设，在没有数据交互的情况下，在系统A、系统B之间设有一个非数据域的交互通道，以保证公共外设的合理调度和用户体验等级；所述的系统A、系统B均基于Android操作系统，只在用户界面上会有相应的定制区分，系统A、系统B的应用层相互独立设置，支持双系统同时在线，当前系统接收到另外一个系统的通知栏消息，具体数据内容需要切换系统后才能接收查看。本发明能保证多模通信的安全性、有效性和提升用户体验，同时简化终端的硬件和结构设计。

Description

一种不对称安全级别的双系统多模通信架构

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的，涉及一种不对称安全级别的双系统多模通信架构。

背景技术

随着移动智能终端的快速发展，基于双系统的多模智能终端在各行业用户中都得到了大量青睐和应用。其使用便捷、安全性高、应用灵活，同时可快速提高移动通信效率和通信鲁棒性，以满足新形势下对于可靠、联合通信的迫切需求。其中一个系统的通信模式可进行常规通信，另一系统下的通信模式则可满足个人安全通信。然而，对于两种通信模式具有不同的安全级别时，双操作系统设计就应运而生以满足用户的正常使用。现有双系统技术研究大多都只是停留在系统间的切换和交互方面，在切换至另一系统后，前一系统仍然处于激活状态，存在操作混乱的风险。另外在不对称安全性需求的情况下无法保证终端的安全通信，达到真正意义上系统间的物理隔离。

中国专利号：CN107135313A，公开日：2017-09-05，公开了一种硬件物理隔离双系统手机的技术方案，如下图1所示。该技术方案如下：安全控制电路通过ROM数据判断连接的是安全设备还是常规设备，并且控制声音和图像切换到相应的设备；常规设备和安全设备均设有电话功能，当安全设备或常规设备有电话接入时，通过串口发送信息到安全控制电路，安全控制电路控制声音和图像切换到相应设备；所述手机本体的显示屏设有UI控制端，所述UI控制端通过手动切换常规设备和安全设备，并且通过串口发送信息给安全控制电路，安全控制电路控制声音和图像切换到相应的设备。

以上现有技术的缺点是双系统外设相互独立，同时增加安全控制电路通过ROM数据判断当前连接的系统，不符合当前对智能终端小型化和低功耗的要求。

发明内容

本发明为了解决以上多模终端双系统间的通信架构问题，针对双系统在物理隔离条件下，提供一种不对称安全级别的双系统多模通信架构，其能保证多模通信的安全性、有效性和提升用户体验，同时简化终端的硬件和结构设计。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种不对称安全级别的双系统多模通信架构，包括设有终端硬件的系统A、设有终端硬件的系统B、以及连接系统A与系统B的公共外设，在没有数据交互的情况下，在系统A、系统B之间设有一个非数据域的交互通道，以保证公共外设的合理调度和用户体验等级；所述的系统A、系统B均基于Android操作系统，其中所述的Android操作系统包括应用层、Framework层、Linux内核层；只在用户界面上会有相应的定制区分，系统A、系统B的应用层相互独立设置，支持双系统同时在线，当前系统接收到另外一个系统的通知栏消息，具体数据内容需要切换系统后才能接收查看。

优选地，为保证系统安全性，所述的守护进程须经过授权，在系统未处于可视状态下来电或是收到短消息时，将会产生中断事件，此时事件驱动将会记录下此时的状态；当前系统将会一直监控中断事件通过事件驱动读取另一系统的状态信息，信息转而被所述的守护进程获取，通过Framework层在终端界面显示提示信息；当通过软件或是硬件按键进行屏幕切换时，同样产生中断事件，同时另一系统监听到事件触发，信息状态通过所述的事件驱动传递到所述的守护进程进而调度公共外设的资源。

进一步地，所述的双系统多模通信架构采用基于事件驱动和守护进程进行设置，所述的事件驱动用于标识不同类型的中断事件；所述的守护进程用于响应和触发中断事件，并且监听Framework层下发的通话及短消息状态信息，同时上报状态信息至Framework层进行处理。

再进一步地，所述的系统A、系统B的通信软件均采用分层设计，所述的通信软件分为三层：业务层、传输层、控制层；

其中所述业务层用于与Framework层/应用程序进行交互及硬件中断事件监听，通过Socket方式与Framework层进行通信，监听和发送系统状态消息；

所述传输层没有任何业务逻辑任务，用于完成数据/指令的解析和分发工作，保证事件送到对应的业务逻辑处理单元，同时还进行垃圾回收、线程管理；

所述的控制层用于完成底层有关I/O的操作以及与调制解调器的交互。

再进一步地，将通信软件的框架采用通信模块抽象成消息流的模式，将整个通信过程看成消息的接收与发送；因此通信模块包括消息接收模块、消息发送模块；

所述的消息接收模块分为两个部分：来自上层的消息和来自底层的消息；

当消息来源于上层时，采用Socket进行服务器端与客户端模式通信，将所述的守护进程看成服务器端，通过init_socket()函数对Socket进行初始化，创建服务器端程序SOCK_STREAM类型的套接字，通过.sin_family＝AF_INET设置为IP通信，并配置IP地址及端口号，然后调用bind()函数将套接字绑定到服务器的网络地址上；开启服务器端的接收线程Thread_RcvUpper，接收Framework层或相应APP下发的消息并进行消息分类；若该消息需要对公共外设进行操作，则通过fork生成新进程gpio_ttSwitch完成公共外设在不同系统间的调度；若该消息是发往调制解调器则通过串口进行消息转发，通过init_uart()进行串口初始化，再通过wirte()完成相应AT指令的下发任务；

当消息来源于底层时，采用文件读写的方式与事件驱动进行通信，开启线程Thread_RcvLower监听来自底层的消息，调用read()读取文件事件驱动的数据，并将读取的消息进行分析以作下一步操作。

再进一步地，所述的消息发送模块包括两个部分：发送消息至上层和发送消息至底层；当接收到消息后对消息本体作出解析，根据解析后的信息判断消息响应是发往上层还是底层；

若消息发到上层采用Socket进行通信，将守护进程看成客户端，在SndUpper()函数中先设置端口号、网络地址等初始化工作，通过connect()函数提供服务器端地址，采用send()函数进行数据传送；

若消息发到底层，采用文件读写方式与事件驱动进行通信，调用write()将消息写到事件驱动中。

本发明的有益效果如下：

本发明解决了不同安全等级通信模式在同一终端上的有效融合，双系统通过物理隔离达到安全通信的目的，从而促进终端向合成、协同、小型、灵敏化发展，平台特点优势互补，最终达到减型增效的作用。

附图说明

图1是现有技术硬件物理隔离双系统的原理框图。

图2是实施例1基于Android的双系统多模通信架构的原理框图。

图3是实施例1所述的通信流程图。

图4是实施例1所述的通信软件的框架图。

图5是实施例1消息接收模块接收上层消息的通信模型。

图6是实施例1消息发送模块发送消息到上层的通信模型。

图7是实施例1消息流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

实施例1

如图2所示，一种不对称安全级别的双系统多模通信架构，包括设有终端硬件的系统A、设有终端硬件的系统B、以及连接系统A与系统B的公共外设，其中所述的公共外设包括屏幕、耳机、麦克、音量键；所述的系统A、系统B在硬件上除去公共外设外进行完全的物理隔离，防止两个系统之间在数据域存在交互，提高安全等级。在没有数据交互的情况下，在系统A、系统B之间设有一个非数据域的交互通道，以保证公共外设的合理调度和用户体验等级；所述的系统A、系统B均基于Android操作系统，其中所述的Android操作系统包括应用层、Framework层、Linux内核层；只在用户界面上会有相应的定制区分，属于轻量级的隔离方案，在性能、功耗和原生系统非常接近。系统A、系统B的应用层相互独立设置，互不影响；支持双系统同时在线，当前系统接收到另外一个系统的通知栏消息，但不能看到数据，具体数据内容需要切换系统后才能接收查看。

在一个具体的实施例中，所述的双系统多模通信架构采用基于事件驱动和守护进程进行设置，为保证系统安全性，所述的守护进程须经过授权，在系统未处于可视状态下来电或是收到短消息时，将会产生中断事件，此时事件驱动将会记录下此时的状态；当前系统将会一直监控中断事件通过事件驱动读取另一系统的状态信息，信息转而被所述的守护进程获取，通过Framework层在终端界面显示提示信息；当通过软件或是硬件按键进行屏幕切换时，同样产生中断事件，同时另一系统监听到事件触发，信息状态通过所述的事件驱动传递到所述的守护进程进而调度公共外设的资源，通信流程图如图3所示。

在一个具体的实施例中，所述的双系统多模通信架构采用基于事件驱动和守护进程进行设置，所述的事件驱动用于标识不同类型的中断事件；所述的守护进程用于响应和触发中断事件，并且监听Framework层下发的通话及短消息状态信息，同时上报状态信息至Framework层进行处理。

在一个具体的实施例中，所述的系统A、系统B的通信软件均采用分层设计，所述的通信软件分为三层：业务层、传输层、控制层；如图4所示。

其中所述业务层用于与Framework层/应用程序进行交互及硬件中断事件监听，通过Socket方式与Framework层进行通信，监听和发送系统状态消息；

所述传输层没有任何业务逻辑任务，用于完成数据/指令的解析和分发工作，保证事件送到对应的业务逻辑处理单元，同时还进行垃圾回收、线程管理；

所述的控制层用于完成底层有关I/O的操作以及与调制解调器的交互。

本实施例采用分层设计思想可带来高重用性和低耦合度，根据各层之间的接口，在进行不同层面的功能开发时，可忽略底层具体实现，实现代码的解耦。

在一个具体的实施例中，将通信软件的框架采用通信模块抽象成消息流的模式，将整个通信过程看成消息的接收与发送，忽略消息的来源只注重消息的本体。因此可知通信模块包括消息接收模块、消息发送模块；

所述的消息接收模块分为两个部分：来自上层的消息和来自底层的消息；

当消息来源于上层时，采用Socket进行服务器端与客户端模式通信，将所述的守护进程看成服务器端，如图5所示，通过init_socket()函数对Socket进行初始化，创建服务器端程序SOCK_STREAM类型的套接字，通过.sin_family＝AF_INET设置为IP通信，并配置IP地址及端口号，然后调用bind()函数将套接字绑定到服务器的网络地址上；开启服务器端的接收线程Thread_RcvUpper，接收Framework层或相应APP下发的消息并进行消息分类；若该消息需要对公共外设进行操作，则通过fork生成新进程gpio_ttSwitch完成公共外设在不同系统间的调度；若该消息是发往调制解调器则通过串口进行消息转发，通过init_uart()进行串口初始化，再通过wirte()完成相应AT指令的下发任务；

当消息来源于底层时，采用文件读写的方式与事件驱动进行通信，开启线程Thread_RcvLower监听来自底层的消息，调用read()读取文件事件驱动的数据，并将读取的消息进行分析以作下一步操作。

在一个具体的实施例中，所述的消息发送模块包括两个部分：发送消息至上层和发送消息至底层；当接收到消息后对消息本体作出解析，根据解析后的信息判断消息响应是发往上层还是底层；

若消息发到上层采用Socket进行通信，将守护进程看成客户端，如图6所示，在SndUpper()函数中先设置端口号、网络地址等初始化工作，通过connect()函数提供服务器端地址，采用send()函数进行数据传送；

若消息发到底层，采用文件读写方式与事件驱动进行通信，调用write()将消息写到事件驱动中。根据消息的传输路径，具体流程图如图7所示。

本实施例所示的双系统多模通信架构通过公共外设在系统间的共享，便于终端的小型化，提高设备的可靠性和维修性；通过对公共外设切换的有效设计，做到系统级的物理隔离，提高终端通信的安全性；通过系统之间的切换软件设计，保证终端使用的流畅性，提升用户体验和减轻终端的重量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种不对称安全级别的双系统多模通信架构，其特征在于：包括设有终端硬件的系统A、设有终端硬件的系统B、以及连接系统A与系统B的公共外设，在没有数据交互的情况下，在系统A、系统B之间设有一个非数据域的交互通道，以保证公共外设的合理调度和用户体验等级；所述的系统A、系统B均基于Android操作系统，只在用户界面上会有相应的定制区分，其中所述的Android操作系统包括应用层、Framework层、Linux内核层；系统A、系统B的应用层相互独立设置，支持双系统同时在线，当前系统接收到另外一个系统的通知栏消息，具体数据内容需要切换系统后才能接收查看。

2.根据权利要求1所述的不对称安全级别的双系统多模通信架构，其特征在于：为保证系统安全性，所述的守护进程须经过授权，在系统未处于可视状态下来电或是收到短消息时，将会产生中断事件，此时事件驱动将会记录下此时的状态；当前系统将会一直监控中断事件通过事件驱动读取另一系统的状态信息，信息转而被所述的守护进程获取，通过Framework层在终端界面显示提示信息；当通过软件或是硬件按键进行屏幕切换时，同样产生中断事件，同时另一系统监听到事件触发，信息状态通过所述的事件驱动传递到所述的守护进程进而调度公共外设的资源。

3.根据权利要求2所述的不对称安全级别的双系统多模通信架构，其特征在于：所述的双系统多模通信架构采用基于事件驱动和守护进程进行设置，所述的事件驱动用于标识不同类型的中断事件；所述的守护进程用于响应和触发中断事件，并且监听Framework层下发的通话及短消息状态信息，同时上报状态信息至Framework层进行处理。

4.根据权利要求3所述的不对称安全级别的双系统多模通信架构，其特征在于：所述的系统A、系统B的通信软件均采用分层设计，所述的通信软件分为三层：业务层、传输层、控制层；

其中所述业务层用于与Framework层/应用程序进行交互及硬件中断事件监听，通过Socket方式与Framework层进行通信，监听和发送系统状态消息；

所述传输层没有任何业务逻辑任务，用于完成数据/指令的解析和分发工作，保证事件送到对应的业务逻辑处理单元，同时还进行垃圾回收、线程管理；

所述的控制层用于完成底层有关I/O的操作以及与调制解调器的交互。

5.根据权利要求4所述的不对称安全级别的双系统多模通信架构，其特征在于：将通信软件的框架采用通信模块抽象成消息流的模式，将整个通信过程看成消息的接收与发送；因此通信模块包括消息接收模块、消息发送模块；

所述的消息接收模块分为两个部分：来自上层的消息和来自底层的消息；

当消息来源于上层时，采用Socket进行服务器端与客户端模式通信，将所述的守护进程看成服务器端，通过init_socket()函数对Socket进行初始化，创建服务器端程序SOCK_STREAM类型的套接字，通过.sin_family＝AF_INET设置为IP通信，并配置IP地址及端口号，然后调用bind()函数将套接字绑定到服务器的网络地址上；开启服务器端的接收线程Thread_RcvUpper，接收Framework层或相应APP下发的消息并进行消息分类；若该消息需要对公共外设进行操作，则通过fork生成新进程gpio_ttSwitch完成公共外设在不同系统间的调度；若该消息是发往调制解调器则通过串口进行消息转发，通过init_uart()进行串口初始化，再通过wirte()完成相应AT指令的下发任务；

当消息来源于底层时，采用文件读写的方式与事件驱动进行通信，开启线程Thread_RcvLower监听来自底层的消息，调用read()读取文件事件驱动的数据，并将读取的消息进行分析以作下一步操作。

6.根据权利要求5所述的不对称安全级别的双系统多模通信架构，其特征在于：所述的消息发送模块包括两个部分：发送消息至上层和发送消息至底层；当接收到消息后对消息本体作出解析，根据解析后的信息判断消息响应是发往上层还是底层；

若消息发到上层采用Socket进行通信，将守护进程看成客户端，在SndUpper()函数中先设置端口号、网络地址等初始化工作，通过connect()函数提供服务器端地址，采用send()函数进行数据传送；

若消息发到底层，采用文件读写方式与事件驱动进行通信，调用write()将消息写到事件驱动中。

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