CN113156295A - 一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法及系统 - Google Patents

一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法及系统，属于电网用电信息采集技术领域。本发明方法，包括：设置电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。本发明为芯片在具体设备中的应用提供了关键技术指标，为芯片生产及场景应用提供技术指导，有效的促进芯片产业链的应用对接。

Description

一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法及系统
技术领域
本发明涉及电网用电信息采集技术领域，并且更具体地，涉及一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法及系统。
背景技术
面向电力行业设备应用特点，作为国家关键基础设施的电网系统，芯片需要集成国产密码算法以保证信息源的安全。在用电信息采集系统中，电力安全芯片应用于全环节中，上至系统主站，下至千家万户的电能表。安全芯片内置国密算法，用户通过安全芯片进行用户身份认证及权限管理，设备通过安全芯片进行身份认证，数据信息通过安全芯片进行加密传输，保障了用户数据信息的隐私性，保证了用户数据的安全及不被篡改，为用电信息采集系统安全防护提供技术保障。
电力专用芯片根据国家密码标准对指令的输入及执行进行加解密处理，其加解密的速度及实时性将成为衡量芯片性能的重要指标，急需开展国密算法电力安全芯片的数据处理响应速度进行验证及测试的方法研究，为芯片研制提供重要的技术指标，为芯片批量化生产和应用提供支撑和保障。
国家密码管理办公室自2002年起，开始制定并颁布一系列的密码标准，从而建立并完善国家的密码体系结构。目前已经公布的国密算法包括祖冲之算法、SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9算法等等。其中祖冲之算法、SM1、SM4、SM7是对称密码算法；SM2、SM9是非对称密码算法；SM3是杂凑密码算法。
传统的芯片测试环境是由三部分组成：激励生成(Stimulus Generator)、DUT(Device Under Test)和响应检测(Response Checking)。DUT就是待测的逻辑电路，激励生成模块将测量信号向量根据DUT的输入接口信号时序输入到被测电路中，响应检测模块接收到被驱动的DUT的输出结果，根据分析，判断DUT是否符合设计功能。
发明内容
本发明为了实现芯片响应时间的测试，且为芯片应用提供支撑和保障，而提出了一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法，包括：
设置电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；
针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；
根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；
根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。
可选的，测试数据的响应时间为发送测试数据的时间与接收反馈数据的时间的差值。
可选的，测试数据通过c语言编写的软件生成并发送。
可选的，c语言编写的软件通过SPI通讯总线连接电力芯片。
可选的，方法，还包括：去除确定的每组测试数据的响应时间中的无效数据；
其中，无效数据为偏离数据区间的数据。
本发明还提出了一种适用于电力安全芯片响应时间的测试系统，包括：
初始单元，设置电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；
数据采集单元，针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；
计算单元，根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；
输出单元，根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。
可选的，测试数据的响应时间为发送测试数据的时间与接收反馈数据的时间的差值。
可选的，测试数据通过c语言编写的软件生成并发送。
可选的，c语言编写的软件通过SPI通讯总线连接电力芯片。
可选的，计算单元还用于，去除确定的每组测试数据的响应时间中的无效数据；
其中，无效数据为偏离数据区间的数据。
本发明为芯片在具体设备中的应用提供了关键技术指标，为芯片生产及场景应用提供技术指导，有效的促进芯片产业链的应用对接。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明为了实现芯片响应时间的测试，且为芯片应用提供支撑和保障，而提出了一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法，如图1所示，包括：
设置电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；
针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；
根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；去除确定的每组测试数据的响应时间中的无效数据；其中，无效数据为偏离数据区间的数据；
根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。
其中，测试数据的响应时间为发送测试数据的时间与接收反馈数据的时间的差值。
其中，测试数据通过c语言编写的软件生成并发送。
其中，c语言编写的软件通过SPI通讯总线连接电力芯片。
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：
基于C语言的测试软件通过SPI通讯总线向被测芯片发送测试数据，通过输入测试数据，测试软件进行结果反馈，运用权重占比公式，数据有效值判断，计算芯片的响应时间；
若向被测芯片发送测试数据的时间为t1,被测芯片接受数据的时间为t2,则芯片的响应时间为t＝t2'-t1'。
芯片响应时间的测试分权设置：
根据电力业务的国密算法计算应用频率，设置不同的算法权重，本发明中设置SM1/SM4算法的运算权重为5，SM2算法的运算权重为3，SM3算法的运算权重为4，则三种算法的权重比例分别为5/3+4+5＝0.42、3/3+4+5＝0.25、4/3+4+5＝0.33，权重值为根据电力业务的密码算法应用的经验取值。
本发明中测试数据组合为随机产生的10组需要密码算法运算的数据值，围绕所测得的十组数据结果进行统计分类，将十个响应时间结果进行分析统计，在统计中去掉无效数值，无效数值指偏离大部分数据区间的数据。
将测试结果数据结合权重比例进行平均值计算，若十组数据均为有效数值，如下表所示：
SM1/SM4算法 SM2算法 SM3算法
测试次数 3 3 4
权重值 0.42 0.25 0.33
芯片响应时间值 T1、T2、T3 T4、T5、T6 T7、T8、T9、T0
则芯片响应时间为：
[(T1+T2+T3)*0.42+(T4+T5+T6)*0.25+(T7+T8+T9+T10)*0.33]/10。
基于C语言的测试软件，通过C语言的代码编写测试软件，软件代码包括测试数据的加密指令、解密指令、密钥、待加密数据、芯片返回加密结果、芯片返回公钥和私钥数据(针对SM2算法)、芯片返回hash结果(针对SM3算法)等。软件通过接口调用相应加解密的国密算法。
被测芯片为电力安全芯片，内置国密SM1、SM2、SM3、SM4算法。
SPI通讯总线为通过电力线将芯片引脚的MOSI、MISO、SSN、SCK四路连接与芯片测试底座，芯片测试底座与电路板进行相应的连接，实现测试软件与芯片的通信交互。
测试数据为通过测试软件程序代码中输入的数据信息。
测试反馈数据为芯片通知指令执行后反馈测试软件的数据信息。
芯片的响应时间指向测试软件输入测试数据的起始时间，与芯片接收到测试软件反馈的测试数据的时间差。
本发明还提出了一种适用于电力安全芯片响应时间的测试系统200，如图2所示，包括：
初始单元201，设置电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；
数据采集单元202，针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；
计算单元203，根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；去除确定的每组测试数据的响应时间中的无效数据；其中，无效数据为偏离数据区间的数据；
输出单元204，根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。
其中，测试数据的响应时间为发送测试数据的时间与接收反馈数据的时间的差值。
其中，测试数据通过c语言编写的软件生成并发送。
其中，c语言编写的软件通过SPI通讯总线连接电力芯片。
本发明为芯片在具体设备中的应用提供了关键技术指标，为芯片生产及场景应用提供技术指导，有效的促进芯片产业链的应用对接。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种适用于电力安全芯片响应时间的测试方法，所述方法包括：
获取电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；
针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；
根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；
根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。
2.根据权利要求1所述的方法，所述测试数据的响应时间为发送测试数据的时间与接收反馈数据的时间的差值。
3.根据权利要求1所述的方法，所述测试数据通过c语言编写的软件生成并发送。
4.根据权利要求3所述的方法，所述c语言编写的软件通过SPI通讯总线连接电力芯片。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法，还包括：去除确定的每组测试数据的响应时间中的无效数据；
所述无效数据为偏离数据区间的数据。
6.一种适用于电力安全芯片响应时间的测试系统，所述系统包括：
初始单元，设置电力芯片内置的多种算法的权重，并根据权重确定每种算法的权重比例；
数据采集单元，针对待测的电力芯片，发送多组测试数据，并记录发送测试数据的时间，及接收反馈数据的时间；
计算单元，根据发送测试数据的时间及接收反馈数据的时间，确定每组测试数据的响应时间；
输出单元，根据每组测试数据的响应时间及权重比例，确定电力芯片的响应时间。
7.根据权利要求6所述的系统，所述测试数据的响应时间为发送测试数据的时间与接收反馈数据的时间的差值。
8.根据权利要求6所述的系统，所述测试数据通过c语言编写的软件生成并发送。
9.根据权利要求8所述的系统，所述c语言编写的软件通过SPI通讯总线连接电力芯片。
10.根据权利要求6所述的系统，所述计算单元还用于，去除确定的每组测试数据的响应时间中的无效数据；
所述无效数据为偏离数据区间的数据。
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