CN202486778U

CN202486778U - 一种soc芯片

Info

Publication number: CN202486778U
Application number: CN2011204306910U
Authority: CN
Inventors: 华燕翔; 符力建; 李德亮; 程晋格; 崔静波
Original assignee: Beijing Huada Zhibao Electronic System Co Ltd
Current assignee: Beijing Huada Zhibao Electronic System Co Ltd
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2021-11-03

Abstract

本实用新型公开了一种SOC芯片，属于嵌入式系统应用技术领域。所述SOC芯片包括微处理器、字库存储器、第一存储器和第二存储器，通过地址总线进行连接，SOC芯片还包括通过地址总线与微处理器连接的字库处理模块。本实用新型通过SOC芯片内部专门的硬件在实现具体应用的同时，实现了对字库的处理操作，可以使用矢量字库也可以使用点阵字库，应用灵活、字体显示效果好，处理速度快，字库信息更为安全，是一种通用性较强的字库处理芯片。

Description

一种SOC芯片

技术领域

本实用新型涉及嵌入式系统应用技术领域，特别涉及一种SOC芯片。

背景技术

随着嵌入式系统的发展，采用嵌入式系统的设备也层出不穷，从身份证读卡器、电视机顶盒到打印机、税控收款机以及移动终端、MP3/MP4，嵌入式系统的应用日益广泛，用户体验也越来越多的受到重视，这就对嵌入式设备的便携性、界面显示效果、安全性、处理性能等都提出了更高的要求。

由于目前相当一部分嵌入式设备都具有液晶显示屏，以实现应用中信息的显示，因此对字库文件的存储和处理就不可缺少。现有用于嵌入式系统界面字体显示的字库主要有两类：矢量字库和点阵字库。矢量字库占据空间大，但灵活，字体可无限放缩；点阵字库占据空间小，显示速度快，但不支持字体的放大或缩小，显示效果差。由于字库文件一般都比较大，即便是占用空间较小的点阵字库文件也至少需要0.5M字节左右的空间，因此如果存放矢量字库或同时存放多种点阵字库就需要占用更大的存储空间，但嵌入式设备受自身特点的限制，存储空间一般都比较小，仅可实现对应用程序及个人数据的存放，因此目前大部分嵌入式设备的字库文件都存放在与控制芯片连接的FLASH芯片中。这种存放方式存在以下缺点：

1）由于控制芯片与存放字库文件的FLASH芯片之间采用串行方式实现数据的连接，这种连接方式大大降低了数据的处理速度。

2）字库文件大部分都是以明文方式存放在与芯片连接的FLASH芯片中，无任何保密措施，非法者可轻易通过篡改内码信息或点阵信息，或通过直接替换字库的方式更改字库，改变应用设备显示的内容，从而误导用户，极易导致用户私密信息泄露，造成安全隐患。虽然为提高字库文件的安全性，目前有些设备通过将FLASH芯片中的字库文件加密的方法保证字库文件的机密性，这一方式虽然能提高字库文件的安全性，但每次读取FLASH中的文件都需要对其中的数据进行解密，同样影响嵌入式设备的处理速度。

3）采用控制芯片与FLASH芯片串行连接的方式进行封装的嵌入式设备，由于FLASH芯片的存在造成整个嵌入式设备体积过大，失去了嵌入式设备便携的优势，外观设计难以把握，价格上也不具竞争力。

4）为了达到文字、字符高质量的现实效果，其他对字库文件的处理操作也不可缺少，如对编码格式的转换、点阵字库横/竖向取模的选择等，如果仅依靠嵌入式设备芯片自身的处理器在实现具体应用的同时再对字库进行处理运算，势必会使设备芯片的处理速度大打折扣。

由此可见，如何提供一种具有字库处理功能的SOC（System on Chip）芯片，在实现具体应用的同时保证字库文件存储的安全性、字体处理的效果和速度具有十分重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现字库处理功能的SOC芯片，使之既能实现具体的嵌入式应用又能保证字库文件的安全存储及字体的灵活显示，同时提高了使用该SOC芯片的嵌入式设备的便携性和处理性能，价格上也更具竞争力。

本实用新型提供了一种SOC芯片，所述SOC芯片包括微处理器、字库存储器、第一存储器和第二存储器，通过地址总线进行连接，所述SOC芯片还包括通过所述地址总线与微处理器连接的字库处理模块，用于实现对字库文件的处理。

所述微处理器用于控制所述SOC芯片内数据的存取、传输和参数的设置，并接收和执行外部指令，以实现设备的具体应用。

所述字库存储器的类型包括掩模型ROM、OTP存储器或FLASH存储器，用于字库文件的存储，所述字库文件包括矢量字库文件或点阵字库文件；所述第一存储器为RAM存储器，用于存储中间数据；所述第二存储器为FLASH存储器，用于存储嵌入式应用数据。

所述SOC芯片还包括接口模块，通过所述地址总线进行连接，用于实现与外界的数据交互；所述接口模块包括通用设备接口模块和I/O接口模块。

所述SOC芯片还包括加密算法协处理器，通过所述地址总线进行连接，用于实现对芯片内部应用数据的加解密。

本实用新型还提供了一种SOC芯片，所述SOC芯片包括微处理器、第一存储器和第二存储器，通过地址总线进行连接，所述SOC芯片还包括通过所述地址总线与微处理器连接的字库处理模块，用于实现对字库文件的处理。

所述第一存储器为RAM存储器，用于存储中间数据；

所述第二存储器为FLASH存储器，用于存储嵌入式应用数据和字库文件；所述字库文件包括矢量字库文件或点阵字库文件。

与现有技术相比，本实用新型提供的SOC芯片具有如下优点：

1、为保证字库数据的安全性，将字库文件存储于SOC芯片内部的存储介质中，较之现有技术中将字库文件放入与SOC芯片连接的FLASH芯片中的方式更为安全，且由于省去了FLASH，使得采用该SOC芯片的嵌入式设备体积更小，造价更低，便携性更强；

2、在SOC芯片内部通过硬件电路设计加入了字库处理模块，实现了字库数据的处理功能，较之软件实现该功能的方式更能保证字库的处理速度，由于独立于芯片本身的处理器，使两者各兼其职：字库处理模块专门用于实现芯片内部对字库文件的各种处理操作，芯片自身的微处理器则主要用于实现嵌入式设备的具体应用，这样在不影响SOC芯片对具体应用处理速度的基础上，保证了字库处理的速度；

3、为充分利用点阵字库和矢量字库的优点，以实现不同应用对不同字体的显示要求，本实用新型中的SOC芯片可实现矢量字库到点阵字库的转换，以适应不同应用对字体的不同需求，同时还可以实现其他字库处理的操作，保证了字体的显示质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的SOC芯片的原理结构示意图；

图2是本实用新型实施例1具有SOC芯片的液晶型智能密码钥匙的原理结构示意图；

图3是本实用新型实施例1字库处理模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2的SOC芯片的原理结构示意图；

图5是本实用新型实施例2具有SOC芯片的液晶型智能密码钥匙的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种SOC芯片，该SOC芯片包括微处理器、字库存储器、字库处理模块、RAM、FLASH、USB接口模块和I/O接口模块，通过地址总线进行连接。其中，字库处理模块通过地址总线与微处理器连接，用于实现对字库文件的处理；USB接口模块和I/O接口模块，用于实现SOC芯片与外界的数据交互。

下面以SOC芯片外挂液晶显示屏和按键制成的液晶型智能密码钥匙为例，来详细阐明本实用新型实现的SOC芯片的功能及效果。液晶型智能密码钥匙是一种高端智能密码钥匙，其特点是通过外挂的液晶显示屏将交易过程中待签名的数据显示出来，用户对待签名信息确认后才可实现对所述数据的签名操作，保证“所见即所签”，提高了网银交易的安全性。

如图2所示，本实施例中液晶型智能密码钥匙由具有SOC芯片1、LCD显示屏2和按键3组成。其中，SOC芯片1包括微处理器11（MPU）、字库处理模块12、FLASH13、RSA协处理器15、DES协处理器16、SSF33协处理器17、字库存储器18（ROM）、RAM19、USB接口模块20、GPIO接口模块21和SPI接口模块22，上述所有部件通过地址总线14进行连接。

其中，MPU11作为整个SOC芯片的控制器，用于控制SOC芯片内数据的存取、传输和参数的设置，并接收和执行外部指令，以实现设备的具体应用。

其中，如图3所示，字库处理模块12通过硬件设计电路实现对字库文件的处理，具体包括：编码格式转换单元121，用于实现不同应用中对不同编码格式的选择，例如从GBK字符集到UTF8字符集的转换；字库转换单元122，用于根据实际应用实现矢量字库文件到点阵字库文件的转换；点阵横/竖向取模选择单元123，用于在采用点阵字库文件进行字体显示时，实现数据横向、竖向取模的选择。

其中，FLASH13用于存储实现嵌入式应用的COS程序以及与用户相关的各种数据；RAM19，用于实现运算数据的中间存储。

其中，ROM18用于存储字库文件。字库文件包括矢量字库文件或点阵字库文件。在实际应用中，ROM18中可以只存储矢量字库文件，根据实际需要可通过内部的字库处理模块12中的字库转换单元122实现从矢量字库到点阵字库的转换，或者只存储点阵字库文件。由于字库文件尤其是矢量字库文件占据的空间较大，而普通SOC芯片内ROM空间一般都较小，为了实现大数据的存储，需要扩大ROM寻址空间，根据现有技术，这点已经很容易实现，不再进行详细描述。

其中，RSA协处理器15、DES协处理器16和SSF33协处理器17分别通过硬件实现RSA、DES、SSF33加解密算法以完成对交易数据的保护。

其中，USB接口模块20，用于交易时实现该智能密码钥匙与外部PC的连接；GPIO接口模块21，用于实现与液晶型智能密码钥匙上按键3的连接；SPI接口模块22，实现与LCD显示屏2的连接。在实际应用中，还可以根据需要增加其他类型的设备接口模块和I/O接口模块，例如A/D转换接口模块和D/A转换接口模块，RS-232接口模块和I2C接口模块，这些模块通过地址总线进行连接。

在实际应用中，还可以根据实际需要使用其他存储介质取代ROM实现字库文件的存储，例如OTP存储器（One Time Programable，一次性可编程）、FLASH或EEPROM。各种存储介质各有特点：①MASK ROM，程序在芯片出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；②FLASH可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；③OTP价格介于前两者之间，同时又具有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合。对于功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品，可根据实际需要确定字库文件存储器的类型。

本实用新型实施例的SOC芯片，利用芯片内部专门的硬件在实现具体应用的同时，实现对字库的处理操作，可以使用矢量字库也可以使用点阵字库，应用灵活、字体显示效果好，处理速度快，字库信息更为安全，是一种通用性较强的字库处理芯片。

当使用本实施例的液晶型智能密码钥匙进行交易时，USB接口模块20与外部PC机连接，并通过该接口将交易中待签名信息传输给该液晶型智能密码钥匙（俗称液晶KEY），MPU11将待显示数据传输给字库处理模块12，字库处理模块12按照FLASH13内存储的应用程序指定好的字体显示要求对ROM18中字库文件进行处理，并将处理完成后的字库文件传输给LCD显示屏2进行显示，用户需要对LCD显示屏2中的数据进行确认，并通过按动按键3实现对该待签名信息的确认，随后MPU11将会对待签名数据执行签名操作，并通过USB接口模块20回传给PC实现签名交易流程。

由上述液晶KEY的工作流程可以看出，液晶KEY中主要通过SOC芯片中的字库处理模块按照实际应用中字库显示的要求，实现对字库的处理，具体包括矢量字库到点阵字库的转换、编码格式的选择、以及横/竖向取模的选择等；芯片自身处理器则主要用于设备签名应用的处理，保证了各自的处理速度；同时通过扩大寻址空间，将字库文件存储到芯片内部的ROM中，较之现有技术中将字库文件存放到芯片外部的FLASH存储器中更为安全，消除了安全隐患，并由此使得整个嵌入式设备的体积更小、造价更低。

实施例2

参见图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例仅通过一个FLASH存储器既可实现字库文件、嵌入式应用的COS程序以及与用户相关的各种数据存储。相比于实施例1中采用ROM存储字库文件、FLASH存储嵌入式应用的COS程序以及与用户相关的各种数据的两个存储器设计方案，本实施的技术方案可以进一步简化SOC芯片内部的电路结构设计，应用数据的处理速度更快，尤其适用于字库存储器为FLSAH存储器的SOC芯片内部结构设计。此外，图4中其他部件的功能及结构连接关系均与实施例1中对应的部件相同，此处不再赘述。

图5为本实施例SOC芯片2构成的液晶型智能密码钥匙的原理结构示意图。该SOC芯片2内部没有用于存储字库文件的ROM，FLASH23’不仅存储嵌入式应用的COS程序以及与用户相关的各种数据，而且还存储有字库文件。相比于实施例1的液晶型智能密码钥匙，本实施例的液晶型智能密码钥匙的内部结构进一步简化，应用数据处理速度更快，尤其适用于字库存储器为FLSAH存储器的SOC芯片内部结构设计。此外，图5中其他部件的功能及结构连接关系均与实施例1中对应的部件相同，此处不再赘述。

本实用新型实施例中的SOC芯片一方面要实现具体的嵌入式应用，另一方面又要保证占据较大存储空间的字库文件的安全存储，同时还要具有字库的处理功能以实现字体的灵活显示，这就对MPU11的处理速度提出了很高的要求。如果单靠MPU11本身实现数据的处理，那么整个嵌入式设备的处理性能难以保障，因此本实用新型实施例通过硬件电路设计的方法在SOC芯片中加入了专用于字库文件处理的字库处理模块，与软件实现字库处理操作的方式相比数据处理的速度更快。由于独立于芯片本身的处理器，使两者各兼其职：字库处理模块专门用于实现芯片内部对字库文件的各种处理操作，芯片自身的处理器则主要用于实现设备的具体应用。这样在不影响芯片对具体应用处理速度的基础上，保证了字库处理的速度，从而提高了整个嵌入式设备的处理性能。

本实用新型实施例通过扩大SOC芯片内部ROM寻址空间的方式将字库文件存储到其中，由于字库文件与MPU等其他SOC芯片的部件集成到了一起，较之现有技术中将字库文件存储到芯片外部与之串联的FLASH芯片中的方式保证了字库文件的安全性，且提高了数据传输的速度。同时，由于不需要再外接FLASH存储器，因此大大减少了嵌入式设备的体积，提高了便携性，使嵌入式设备的价格也更具有竞争力。

当然，本实用新型实施例SOC芯片还包括其他用于实现SOC芯片基本功能的模块，例如计时器、随机数发生器、中断系统、复位电路等，由于与本实用新型的实用新型内容无关，在这里不再赘述。

另外，利用本实用新型实施例的SOC芯片还可以制成如打印机、税控收款机等其他嵌入式设备。

值得指出的一点是，本实用新型中字库处理模块并不仅限于实现上述功能，为了达到更好的字体显示效果，可根据具体需求加入其他模块以实现其他字库数据处理操作。凡在本实用新型技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种SOC芯片，所述SOC芯片包括微处理器、字库存储器、第一存储器和第二存储器，通过地址总线进行连接，其特征在于，所述SOC芯片还包括通过所述地址总线与微处理器连接的字库处理模块。

2.如权利要求1所述的SOC芯片，其特征在于，所述字库存储器的类型包括掩模型ROM、OTP存储器或FLASH存储器；所述第一存储器为RAM存储器；所述第二存储器为FLASH存储器据。

3.如权利要求2所述的SOC芯片，其特征在于，所述SOC芯片还包括接口模块，通过所述地址总线进行连接；所述接口模块包括通用设备接口模块和I/O接口模块。

4.如权利要求3所述的SOC芯片，其特征在于，所述SOC芯片还包括加密算法协处理器，通过所述地址总线进行连接。

5.一种SOC芯片，所述SOC芯片包括微处理器、第一存储器和第二存储器，通过地址总线进行连接，其特征在于，所述SOC芯片还包括通过所述地址总线与微处理器连接的字库处理模块。

6.如权利要求5所述的SOC芯片，其特征在于，所述第一存储器为RAM存储器；所述第二存储器为FLASH存储器。

7.如权利要求6所述的SOC芯片，其特征在于，所述SOC芯片还包括接口模块，通过所述地址总线进行连接；所述接口模块包括通用设备接口模块和I/O接口模块。

8.如权利要求7所述的SOC芯片，其特征在于，所述SOC芯片还包括加密算法协处理器，通过所述地址总线进行连接。