CN117668926B - 一种数据处理方法及安全防护系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种数据处理方法及安全防护系统，涉及星上数据通讯技术领域，包括：输入控制单元和输出控制单元，分别根据模式切换指令，将工作模式切换为目标工作模式，输入控制单元按照目标工作模式，将接收到的数据流发送至安全处理单元，安全处理单元对数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至输出控制单元，输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理。本申请可通过遥控指令实时切换系统为高通量模式或高可靠模式，相比单一高通量或高可靠设计，增加的逻辑资源少，具有较高的实用价值。

Description

一种数据处理方法及安全防护系统

技术领域

本申请涉及星上数据通讯技术领域，尤其涉及一种数据处理方法及安全防护系统。

背景技术

随着通信技术和集成电路技术的发展，以星链为代表的卫星互联网成功实现商用化，代表未来的空天地一体化通信也逐步走向成熟，随着卫星通信用户数量的增对，对卫星的高带宽、高可靠通信能力要求越来越高，对实现通信数据安全处理功能的安全防护系统要求也越来越高。

星上安全防护系统常使用CPU+FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）构成，针对太空中的复杂电磁环境，现有星上安全防护系统设计都是针对高通量和高可靠其中的一种应用场景，进行单独设计，没有兼容的设计方案，无法满足不同通讯场景需求。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种数据处理方法及安全防护系统，通过遥控指令实时切换系统为高通量模式或高可靠模式，相比单一高通量或高可靠设计，增加的逻辑资源少，具有较高的实用价值。

本申请主要包括以下几个方面：

第一方面，本申请实施例提供一种数据处理方法，应用于安全防护系统，安全防护系统包括指令解析单元、输入控制单元、安全处理单元和输出控制单元，其中，方法包括：指令解析单元对接收到的遥控指令进行解析，生成与遥控指令对应的模式切换指令并分别发送至输入控制单元和输出控制单元，模式切换指令指示了安全防护系统对应的目标工作模式，目标工作模式为高通量工作模式或高可靠工作模式；输入控制单元和输出控制单元，分别根据模式切换指令，将工作模式切换为目标工作模式；输入控制单元按照目标工作模式，将接收到的数据流发送至安全处理单元；安全处理单元对数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至输出控制单元；输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理。

在一种可能的实施方式中，输入控制单元包括高通量输入处理模块、高可靠输入处理模块和输入模式切换模块，其中，输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为目标工作模式：输入模式切换模块接收模式切换指令；输入模式切换模块确定目标工作模式为高通量工作模式，则启用与高通量输入处理模块之间的第一传输通道，关闭与高可靠输入处理模块之间的第二传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；输入模式切换模块确定目标工作模式为高可靠工作模式，则启用第二传输通道，关闭第一传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

在一种可能的实施方式中，安全处理单元包括多个安全处理模块，输入模式切换模块包括多个输入模式选择器，多个输入模式选择器与多个安全处理模块一一对应连接，第一传输通道包括每个输入模式选择器与高通量输入处理模块之间对应的第一子传输通道，第二传输通道包括每个输入模式选择器与高可靠输入处理模块之间对应的第二子传输通道，输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为目标工作模式：输入模式选择器：接收模式切换指令；确定目标工作模式为高通量工作模式，则启用对应的第一子传输通道，关闭对应的第二子传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；确定目标工作模式为高可靠工作模式，则启用对应的第二子传输通道，关闭对应的第一子传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

在一种可能的实施方式中，输出控制单元包括高通量输出处理模块、高可靠输出处理模块和输出模式切换模块，其中，输出控制单元通过以下方式将工作模式切换为目标工作模式：输出模式切换模块：接收模式切换指令；确定目标工作模式为高通量工作模式，则启用与高通量输出处理模块之间的第三传输通道，关闭与高可靠输出处理模块之间的第四传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；确定目标工作模式为高可靠工作模式，则启用第四传输通道，关闭第三传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

在一种可能的实施方式中，输入控制单元通过以下方式将接收到的数据流发送至安全处理单元：高通量输入处理模块接收数据流，按照乒乓模式依次选通多个第一子传输通道，以将数据流通过依次选通的第一子传输通道传输至多个输入模式选择器；输入模式选择器：确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将来自对应的第一子传输通道的数据流发送至对应的安全处理模块。

在一种可能的实施方式中，输入控制单元通过以下方式将接收到的数据流发送至安全处理单元：高可靠输入处理模块接收数据流，对数据流进行复制，得到多个数据流，将多个数据流分别通过对应的第二子传输通道发送至多个输入模式选择器，多个数据流的数量与第二子通道数量相同；输入模式选择器确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，将来自对应的第二子传输通道的数据流发送到对应的安全处理模块。

在一种可能的实施方式中，输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理的步骤包括：高通量输出处理模块依次选通安全处理单元中的多个安全处理模块，以从依次选通的多个安全处理模块接收处理后的数据流；高通量输出处理模块将处理后的数据流通过第三传输通道发送到输出模式切换模块；输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将从第三传输通道接收的处理后的数据流发送至预设对象，完成数据传输。

在一种可能的实施方式中，输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理的步骤包括：高可靠输出处理模块从安全处理单元中的多个安全处理模块接收处理后的多个数据流；高可靠输出处理模块对处理后的多个数据流进行投票表决，生成表决结果，将表决结果所指示的处理后的目标数据流通过第四传输通道发送到输出模式切换模块，目标数据流为数据一致的数据流；输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，则将来自第四传输通道的目标数据流发送至预设对象，完成数据传输。

在一种可能的实施方式中，安全防护系统还包括错误检测单元，其中，方法还包括：错误检测单元：获取高可靠输出处理模块在高可靠模式下所输出的表决结果，根据表决结果，确定数据流是否存在比特错误，若数据流存在比特错误，则生成刷新触发指令并将刷新触发指令发送至刷新控制单元，刷新控制单元根据刷新触发指令，对安全防护系统的刷新。

第二方面，本申请实施例提供一种安全防护系统，安全防护系统包括指令解析单元、输入控制单元、安全处理单元和输出控制单元，指令解析单元对接收到的遥控指令进行解析，生成与遥控指令对应的模式切换指令并分别发送至输入控制单元和输出控制单元，模式切换指令指示了安全防护系统对应的目标工作模式，目标工作模式为高通量工作模式或高可靠工作模式；输入控制单元和输出控制单元，分别根据模式切换指令，将自身工作模式切换为目标工作模式；输入控制单元按照目标工作模式，将接收到的数据流发送至安全处理单元；安全处理单元对数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至输出控制单元；输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理。

本申请实施例提供的本申请提供一种数据处理方法及安全防护系统， 包括：输入控制单元和输出控制单元，分别根据模式切换指令，将工作模式切换为目标工作模式，输入控制单元按照目标工作模式，将接收到的数据流发送至安全处理单元，安全处理单元对数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至输出控制单元，输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理。本申请可通过遥控指令实时切换系统为高通量模式或高可靠模式，相比单一高通量或高可靠设计，增加的逻辑资源少，具有较高的实用价值。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种数据处理方法的流程图；

图2示出了本申请实施例所提供的一种安全防护系统的结构示意图之一；

图3示出了本申请实施例所提供的一种安全防护系统的结构示意图之二；

图4示出了本申请实施例所提供的一种安全防护系统的结构示意图之三；

图5示出了本申请实施例提供的一种三输入投票表决器的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中的附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应当理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

针对太空中的复杂电磁环境，现有星上安全防护系统设计都是针对高通量和高可靠其中的一种应用场景，进行单独设计，没有兼容的设计方案，无法满足不同通讯场景需求。

本申请实施例提供了一种数据处理方法及安全防护系统，通过遥控指令切换安全防护系统对不同工作模式，实现高通与高可靠兼容，提高实用价值，具体如下：

请参阅图1，图1示出了本申请实施例所提供的一种数据处理方法的流程图。请参阅图2，图2示出了本申请实施例所提供的一种安全防护系统的结构示意图之一。如图1和图2所示，本申请实施例提供的方法，应用于安全防护系统，安全防护系统包括指令解析单元1、输入控制单元2、安全处理单元3和输出控制单元4。

本申请方法包括以下步骤：

S100、指令解析单元对接收到的遥控指令进行解析，生成与遥控指令对应的模式切换指令并分别发送至输入控制单元和输出控制单元。

其中，模式切换指令指示了安全防护系统对应的目标工作模式，目标工作模式为高通量工作模式或高可靠工作模式。

S200、输入控制单元和输出控制单元，分别根据模式切换指令，将工作模式切换为目标工作模式。

S300、输入控制单元按照目标工作模式，将接收到的数据流发送至安全处理单元。

S400、安全处理单元对数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至输出控制单元。

S500、输出控制单元按照目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理。

在步骤S100~步骤S500中，安全防护系统用于对输入数据流的安进行数据安全处理，例如，在外发数据时对数据流进行加密处理，在接收数据时对数据流进行解密处理，本申请综合考虑星上复杂电磁环境，针对不同的应用场景提供不同的工作模式，具体的，工作模式包括高通量工作模式和高可靠工作模式，可通过遥控指令实现对安全防护系统工作模式的切换，高通量工作模式与高可靠工作模式之间的兼容设计，相比单一高通量或高可靠设计，增加的逻辑资源少，具有较高的实用价值。

在步骤S100中，可以根据电磁环境确定对应的遥控指令，例如，在电磁环境较好时，可生成切换至高通量模式的遥控指令，以提高提供高吞吐量传输速率，在电磁环境恶劣时，可生成切换至高可靠工作模式的遥控指令，提供给数据流一个高可靠的通讯环境，以保证最低限度的通信安全防护能力。

指令解析单元对接收到的遥控指令进行解析，确定所要切换的目标工作模式，然后再生成对应的模式切换指令下发至输入控制单元和输出控制单元，本申请中，为保证遥控指令的高可靠，指令解析单元通常由抗辐照CPU或反熔丝FPGA实现。

请参阅图3，图3示出了本申请实施例提供的一种安全防护系统的结构示意图之二。如图3所示，输入控制单元2包括高通量输入处理模块21、高可靠输入处理模块22和输入模式切换模块23，其中，高通量输入处理模块21与输入模式切换模块23之间预先搭建了第一传输通道LA，高可靠输入处理模块22与输入模式切换模块23之间预先搭建了第二传输通道LB。

在一优选实施例中，步骤S200中，输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为目标工作模式：

输入模式切换模块接收模式切换指令，输入模式切换模块确定目标工作模式为高通量工作模式，则启用与高通量输入处理模块之间的第一传输通道LA，关闭与高可靠输入处理模块之间的第二传输通道LB，以将工作模式切换为高通量工作模式，输入模式切换模块确定目标工作模式为高可靠工作模式，则启用第二传输通道LB，关闭第一传输通道LA，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

高通量输入处理模块21与输入模式切换模块23之间通过第一传输通道LA进行数据传输，高可靠输入处理模块22与输入模式切换模块23之间通过第二传输通道LB进行数据传输，输入模式切换模块23根据接收到的模式切换指令，实现在第一传输通道LA与第二传输通道LB之间的切换，例如，安全防护系统当前的工作模式为高通量工作模式，则此时，第一传输通道LA开启，第二传输通道LB关闭，若输入模式切换模块23接收到指示切换至高可靠模式的模式切换指令，此时，输入模式切换模块23控制第二传输通道LB开启，第一传输通道LA关闭，此时工作模式转变为高可靠工作模式。

如图3所示，输出控制单元4包括高通量输出处理模块41、高可靠输出处理模块42和输出模式切换模块43，其中，高通量输出处理模块41与输出模式切换模块43之间预先搭建了第三传输通道LC，高可靠输入处理模块42与输入模式切换模块23之间预先搭建了第四传输通道LD。

在一可选实施方式中，输出控制单元通过以下方式将工作模式切换为目标工作模式：

输出模式切换模块43，执行：接收模式切换指令， 确定目标工作模式为高通量工作模式，则启用与高通量输出处理模块之间的第三传输通道LC，关闭与高可靠输出处理模块之间的第四传输通道LD，以将工作模式切换为高通量工作模式，确定目标工作模式为高可靠工作模式，则启用第四传输通道LD，关闭第三传输通道LC，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

高通量输出处理模块41与输出模式切换模块43之间通过第三传输通道LC进行数据传输，高可靠输出处理模块42与输出模式切换模块43之间通过第二传输通道LD进行数据传输，输出模式切换模块43根据接收到的模式切换指令，实现在第三传输通道LC与第四传输通道LD之间的切换，例如，安全防护系统当前的工作模式为高通量工作模式，则此时，第一传输通道LC开启，第四传输通道LD关闭，若输出模式切换模块43接收到指示切换至高可靠模式的模式切换指令，此时，输出模式切换模块43控制第四传输通道LD开启，第三传输通道LC关闭，此时，输出控制单元4的工作模式转变为高可靠工作模式。

安全处理单元包括多个安全处理模块，输入模式切换模块包括多个输入模式选择器，多个输入模式选择器与多个安全处理模块一一对应连接，第一传输通道包括每个输入模式选择器与高通量输入处理模块之间对应的第一子传输通道，第二传输通道包括每个输入模式选择器与高可靠输入处理模块之间对应的第二子传输通道。

在另一优选实施例中，输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为目标工作模式：

输入模式选择器，执行：接收模式切换指令，确定目标工作模式为高通量工作模式，则启用对应的第一子传输通道，关闭对应的第二子传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式，确定目标工作模式为高可靠工作模式，则启用对应的第二子传输通道，关闭对应的第一子传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

本申请中，提供多个安全处理模块，每个安全处理模块均对应连接一输入模式选择器，对于每个输入模式选择器而言，均通过不同的接口连接至高通量输入处理模块（形成第一子传输通道）以及高可靠输入处理模块（形成第二子传输通道），每个输入模式选择器均接收模式切换指令，病分别完成模式切换。

由于输入模式选择器231实现第一传输子通道与第二传输子通道之间的切换、输出模式切换模块43实现第三传输通道与第四传输子通道之间的切换，因此，本申请中，输入模式选择器231和输出模式切换模块43可选用二选一选择器。

高通量输入处理模块21可根据安全处理模块的数量需求，选用对应的一选多选择器，一选多选择器用于按照乒乓方式依次选通后续接入的输入模式选择器231，并将接收到得数据流发送至依次选通的输入模式选择器231，高可靠输入处理模块22也可根据安全处理模块的数量需求采用一转多分发模块，一转多分发模块用于将接收到得数据流复制为多个，分别分发至后续接入的输入模式选择器231。

高通量输出处理模块41可根据安全处理模块的数量需求，选用对应的多选一选择器，多选一选择器用于按照乒乓方式依次选通接入的安全处理模块，并将接收到得数据流发送至输出模式切换模块43，高可靠输出处理模块42用于依据少数服从多数原则进行投票表决输出，以对抗任一安全处理模块因SEU产生的比特错误。

在一优选实施例中，由于星上高可靠设计常常采用TMR（Triple ModularRedundancy，三模冗余）设计方案（方案中选用三个安全处理模块），因此，本申请中，请参阅图4，图4示出了本申请实施例提供的一种安全防护系统的结构示意图之三。如图4所示，以三模冗余设计为基础，安全处理单元包括三个安全处理模块31，高通量输入处理模块21采用一选三选择器，高可靠输入处理模块22采用一转三分发模块（将输入的数据流复制为三份），高通量输出处理模块22选用三选一选择器，高可靠输出处理模块42选用投票表决器，输入模式选择器231和输出模式切换模块43均选用二选一选择器。

在一优选实施例中，安全防护系统在高通量模式下，对输入数据流的处理过程如下：

高通量输入处理模块接收数据流，按照乒乓模式依次选通多个第一子传输通道，以将数据流通过依次选通的第一子传输通道传输至多个输入模式选择器，输入模式选择器确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将来自对应的第一子传输通道的数据流发送至对应的安全处理模块，安全处理模块将处理后的数据流在发送至高通量输出处理模块。

高通量输出处理模块依次选通安全处理单元中的多个安全处理模块，以从依次选通的多个安全处理模块接收处理后的数据流，高通量输出处理模块将处理后的数据流通过第三传输通道发送到输出模式切换模块，输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将从第三传输通道接收的处理后的数据流发送至预设对象，完成数据传输。

一示例中，如图4所示，以三模冗余设计为基础，在输入模式切换模块选用高通量模工作式的情况下，高通量输入处理模块21按照乒乓模式依次选通第一子传输通道LA1、LA2和LA3，这样，数据流就会通过依次选通第一子传输通道LA1、LA2和LA3传输至对应的输入模式选择器231，例如，在LA1选通、LA2和LA3未选通的情况下，数据流经过LA1发送至与LA1连接的对应的输入模式选择器231。

对于输入模式选择器231，在出于高通量工作模式的情况下，接收与其连接的第一子传输通道LA1、LA2或LA3传递的数据流后，发送至后续接入的安全处理模块31，安全处理模块31按照预定义对数据流进行数据处理，例如加密和解密，并将处理后的数据发送至高通量输出处理模块41，高通量输出处理模块41依次选通三个安全处理模块31，以从依次选通的三个安全处理模块31接收处理后的数据流，高通量输出处理模块41将处理后的数据流通过第三传输通道LC发送到输出模式切换模块43，输出模式切换模块43在当前所处的工作模式为高通量工作模式的情况下，将从第三传输通道LC接收的处理后的数据流发送至预设对象，完成数据传输。

在另一优选实施例中，安全防护系统在高可靠工作模式下，对输入数据流的处理过程如下：

高可靠输入处理模块接收数据流，对数据流进行复制，得到多个数据流，将多个数据流分别通过对应的第二子传输通道发送至多个输入模式选择器，多个数据流的数量与第二子通道数量相同，输入模式选择器确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，将来自对应的第二子传输通道的数据流发送到对应的安全处理模块，安全处理模块将处理后的数据流发送至高可靠输出处理模块，高可靠输出处理模块从安全处理单元中的多个安全处理模块接收处理后的多个数据流，高可靠输出处理模块对处理后的多个数据流进行投票表决，生成表决结果，将表决结果所指示的处理后的目标数据流通过第四传输通道发送到输出模式切换模块，目标数据流为数据一致的数据流，输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，则将来自第四传输通道的目标数据流发送至预设对象，完成数据传输。

一示例中，如图4所示，以三模冗余设计为基础，在输入模式切换模块选用高可靠模工作式的情况下，高可靠输入处理模块22将数据流复制为三份，并将复制得到的数据流分别通过第二子传输通道LB1、LB2和LB3传输至对应的输入模式选择器231。

对于输入模式选择器231，在处于高可靠工作模式的情况下，接收与其连接的第二子传输通道传递的数据流后，发送至后续接入的安全处理模块31，安全处理模块31按照预定义对数据流进行数据处理，并将处理后的数据发送至高可靠输出处理模块42，高可靠输出处理模块42依据少数服从多数的原则，当三个输入数据流均相同时，随机选取一处理后数据流通过第四传输通道LD发送至后续输出模式切换模块43，当三个输入数据流存在任一个与其余两个不同时，则选择两个相同输入数据流中的任一个通过第四传输通道LD发送至后续输出模式切换模块43，输出模式切换模块43在当前所处的工作模式为高可靠工作模式的情况下，将从第四传输通道LD接收的处理后的数据流发送至预设对象，完成数据传输。

请参阅图5，图5示出了本申请实施例提供的一种三输入投票表决器的结构示意图。如图5所示，三输入投票表决器包括与门逻辑芯片AND、或门逻辑芯片OR和一个二选一选择器， 通过该三输入投票表决器，当三个输入数据流IN1、IN2和IN3输入该投票表决器后，同意用1表示，不同意用0表示，输出为IN1、IN2和IN3三者中多数同意，提按通过，否则提案不被通过，通过用1表示，不通过用0表示，采用三模冗余设计，当三个输入存在一个发生错误时，可通过投票表决器屏蔽错误，进而实现抗单粒子反转。

如图3所示，在本申请另一优选实施例中，安全防护系统还包括错误检测单元5和刷新控制单元6，其中，方法还包括：

错误检测单元5：获取高可靠输出处理模块在高可靠模式下所输出的表决结果，根据表决结果，确定数据流是否存在比特错误，若数据流存在比特错误，则生成刷新触发指令并将刷新触发指令发送至刷新控制单元6，刷新控制单元6根据刷新触发指令，对安全防护系统的刷新。

错误检测单元用于检测高可靠输出处理模块中的错误，可用一个查找表实现，当三个输入数据流全部一致时无错误，否则，当出现任意一个输入数据流与其它输入数据流不一致，则输出错误信号给刷新控制单元6执行刷新操作，本申请中，输入控制单元、安全处理单元。输出控制单元和错误状态检测单元可作为一整体继承在一SRAM FPGA上，刷新控制单元6执行刷新操作，实际上是该SRAM FPGA执行刷新，刷新控制单元6可用专用刷新芯片或反熔丝FPGA实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种数据处理方法，其特征在于，应用于安全防护系统，所述安全防护系统包括指令解析单元、输入控制单元、安全处理单元和输出控制单元，

其中，所述方法包括：

所述指令解析单元对接收到的遥控指令进行解析，生成与所述遥控指令对应的模式切换指令并分别发送至所述输入控制单元和输出控制单元，所述模式切换指令指示了安全防护系统对应的目标工作模式，所述目标工作模式为高通量工作模式或高可靠工作模式；

所述输入控制单元和所述输出控制单元，分别根据所述模式切换指令，将工作模式切换为所述目标工作模式；

所述输入控制单元按照所述目标工作模式，将接收到的数据流发送至所述安全处理单元；

所述安全处理单元对所述数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至所述输出控制单元；

所述输出控制单元按照所述目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理；

所述安全处理单元包括多个安全处理模块，所述输入控制单元包括高通量输入处理模块、高可靠输入处理模块和输入模式切换模块，所述输入模式切换模块包括多个输入模式选择器，多个输入模式选择器与多个安全处理模块一一对应连接，每个输入模式选择器通过第一子传输通道连接至高通量输入处理模块、通过第二子传输通道连接至高可靠输入处理模块；

所述输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为所述目标工作模式：

输入模式选择器：

接收所述模式切换指令；

确定所述目标工作模式为高通量工作模式，则启用对应的第一子传输通道，关闭对应的第二子传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；

确定所述目标工作模式为高可靠工作模式，则启用对应的第二子传输通道，关闭对应的第一子传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

所述输出控制单元包括高通量输出处理模块、高可靠输出处理模块和输出模式切换模块，

其中，所述输出控制单元通过以下方式将工作模式切换为所述目标工作模式：

所述输出模式切换模块：

接收所述模式切换指令；

确定所述目标工作模式为高通量工作模式，则启用与所述高通量输出处理模块之间的第三传输通道，关闭与所述高可靠输出处理模块之间的第四传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；

确定所述目标工作模式为高可靠工作模式，则启用所述第四传输通道，关闭所述第三传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

所述输入控制单元通过以下方式将接收到的数据流发送至所述安全处理单元：

所述高通量输入处理模块接收所述数据流，按照乒乓模式依次选通多个第一子传输通道，以将所述数据流通过依次选通的第一子传输通道传输至多个输入模式选择器；

输入模式选择器：确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将来自对应的第一子传输通道的数据流发送至对应的安全处理模块。

所述输入控制单元通过以下方式将接收到的数据流发送至所述安全处理单元：

所述高可靠输入处理模块接收所述数据流，对所述数据流进行复制，得到多个数据流，将所述多个数据流分别通过对应的第二子传输通道发送至多个输入模式选择器，所述多个数据流的数量与第二子通道数量相同；

输入模式选择器确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，将来自对应的第二子传输通道的数据流发送到对应的安全处理模块。

所述输出控制单元按照所述目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理的步骤包括：

所述高通量输出处理模块依次选通所述安全处理单元中的多个安全处理模块，以从依次选通的多个安全处理模块接收处理后的数据流；

所述高通量输出处理模块将处理后的数据流通过所述第三传输通道发送到所述输出模式切换模块；

所述输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将从第三传输通道接收的所述处理后的数据流发送至预设对象，完成数据传输。

所述输出控制单元按照所述目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理的步骤包括：

所述高可靠输出处理模块从安全处理单元中的多个安全处理模块接收处理后的多个数据流；

所述高可靠输出处理模块对处理后的多个数据流进行投票表决，生成表决结果，将表决结果所指示的处理后的目标数据流通过所述第四传输通道发送到所述输出模式切换模块，目标数据流为数据一致的数据流；

所述输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，则将来自第四传输通道的所述目标数据流发送至预设对象，完成数据传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为所述目标工作模式：

所述输入模式切换模块接收所述模式切换指令；

所述输入模式切换模块确定所述目标工作模式为高通量工作模式，则启用与高通量输入处理模块之间的第一传输通道，关闭与高可靠输入处理模块之间的第二传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；

所述输入模式切换模块确定所述目标工作模式为高可靠工作模式，则启用所述第二传输通道，关闭所述第一传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一传输通道包括每个输入模式选择器与高通量输入处理模块之间对应的第一子传输通道，所述第二传输通道包括每个输入模式选择器与高可靠输入处理模块之间对应的第二子传输通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全防护系统还包括错误检测单元和刷新控制单元，

其中，所述方法还包括：

所述错误检测单元：获取所述高可靠输出处理模块在高可靠模式下所输出的表决结果，根据所述表决结果，确定所述数据流是否存在比特错误，若所述数据流存在比特错误，则生成刷新触发指令并将所述刷新触发指令发送至所述刷新控制单元；

刷新控制单元根据所述刷新触发指令，对所述安全防护系统的刷新。

5.一种安全防护系统，其特征在于，所述安全防护系统包括指令解析单元、输入控制单元、安全处理单元和输出控制单元，

所述指令解析单元对接收到的遥控指令进行解析，生成与所述遥控指令对应的模式切换指令并分别发送至所述输入控制单元和输出控制单元，所述模式切换指令指示了安全防护系统对应的目标工作模式，所述目标工作模式为高通量工作模式或高可靠工作模式；

所述输入控制单元和所述输出控制单元，分别根据所述模式切换指令，将自身工作模式切换为所述目标工作模式；

所述输入控制单元按照所述目标工作模式，将接收到的数据流发送至所述安全处理单元；

所述安全处理单元对所述数据流进行安全处理，将处理后的数据流发送至所述输出控制单元；

所述输出控制单元按照所述目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理；

所述安全处理单元包括多个安全处理模块，所述输入控制单元包括高通量输入处理模块、高可靠输入处理模块和输入模式切换模块，所述输入模式切换模块包括多个输入模式选择器，多个输入模式选择器与多个安全处理模块一一对应连接，每个输入模式选择器通过第一子传输通道连接至高通量输入处理模块、通过第二子传输通道连接至高可靠输入处理模块；

所述输入控制单元通过以下方式将工作模式切换为所述目标工作模式：

输入模式选择器：

接收所述模式切换指令；

确定所述目标工作模式为高通量工作模式，则启用对应的第一子传输通道，关闭对应的第二子传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；

确定所述目标工作模式为高可靠工作模式，则启用对应的第二子传输通道，关闭对应的第一子传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

所述输出控制单元包括高通量输出处理模块、高可靠输出处理模块和输出模式切换模块，

其中，所述输出控制单元通过以下方式将工作模式切换为所述目标工作模式：

所述输出模式切换模块：

接收所述模式切换指令；

确定所述目标工作模式为高通量工作模式，则启用与所述高通量输出处理模块之间的第三传输通道，关闭与所述高可靠输出处理模块之间的第四传输通道，以将工作模式切换为高通量工作模式；

确定所述目标工作模式为高可靠工作模式，则启用所述第四传输通道，关闭所述第三传输通道，以将工作模式切换为高可靠工作模式。

所述输入控制单元通过以下方式将接收到的数据流发送至所述安全处理单元：

所述高通量输入处理模块接收所述数据流，按照乒乓模式依次选通多个第一子传输通道，以将所述数据流通过依次选通的第一子传输通道传输至多个输入模式选择器；

输入模式选择器：确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将来自对应的第一子传输通道的数据流发送至对应的安全处理模块。

所述输入控制单元通过以下方式将接收到的数据流发送至所述安全处理单元：

所述高可靠输入处理模块接收所述数据流，对所述数据流进行复制，得到多个数据流，将所述多个数据流分别通过对应的第二子传输通道发送至多个输入模式选择器，所述多个数据流的数量与第二子通道数量相同；

输入模式选择器确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，将来自对应的第二子传输通道的数据流发送到对应的安全处理模块。

所述输出控制单元按照所述目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理的步骤包括：

所述高通量输出处理模块依次选通所述安全处理单元中的多个安全处理模块，以从依次选通的多个安全处理模块接收处理后的数据流；

所述高通量输出处理模块将处理后的数据流通过所述第三传输通道发送到所述输出模式切换模块；

所述输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高通量工作模式，则将从第三传输通道接收的所述处理后的数据流发送至预设对象，完成数据传输。

所述输出控制单元按照所述目标工作模式，完成对处理后的数据流的输出处理的步骤包括：

所述高可靠输出处理模块从安全处理单元中的多个安全处理模块接收处理后的多个数据流；

所述高可靠输出处理模块对处理后的多个数据流进行投票表决，生成表决结果，将表决结果所指示的处理后的目标数据流通过所述第四传输通道发送到所述输出模式切换模块，目标数据流为数据一致的数据流；

所述输出模式切换模块确定当前所处的工作模式为高可靠工作模式，则将来自第四传输通道的所述目标数据流发送至预设对象，完成数据传输。