TWI334065B - - Google Patents

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1334065 渗正替換頁 . 六、發明說明： ~—~~一 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種傳輸控制介面裝置，尤指一 2裝置，且提供魏可重新編輯之多點通用加密傳輸 【先前技術】 在目前的電子電機系統中，各家廠商傳輪以標準化的介面及 模組化的元件進行生產，這已成為-種標準的生產模式，以求與 § 不同的各類裝置配合；但對於個別之電子裝置而言，其個別的^力 能操作則仍須透過個別設置之元件或機構做為控制介面。例如一 鍵盤（keypad)上面的個別按鍵、販賣機的料退帶機制及構買 按鍵、多媒體設備之視聽功能鍵、遊戲機搖桿（J〇伽ck)的功 能模組選擇鍵、p〇S系統按鍵…等。 習知電子祕為使能相随連接，朗應猶裝置各種 不同的輸出輸人介面需求，往往需在纽中糾設計W肉

迥運衷置運作控制。 淮，上述專利案之設計，該 制器係為©定之形式，亦即，一 該控制單元中所建構之週邊功能控 旦該控制單元建構完成後即無法 3 I334065

(C ^對功能進行變更；且該㈣單元必需内嵌於祕主機板 ain-Board)或南橋晶片組内。換言之 =用該控舰之_魏哪順戦舰嵌設有該= 二疋之祕主機板，無法直接_有電子裝m隨時健制 而’、而裝a或將該控鮮元卸除後直接裝設於另—電子裝置使 ^再者’田系統環境中需要頻繁或資料流量魔大的輸出輸入 丄I/O)’ s知技術在管理這些輸出輸入之動作對於系統之負擔極 高，並需要耗費相當的系統資源與時間、增加祕負擔、造成瓶 頊、提高成本，亦會提高系統發⑽在錯誤或崩潰（system crash) 的可能性。 再者，當系統處於錯誤容許度低的環境時，系統的資訊安全 即有著重要的意義存在；資訊安全包括了資料的完整性及安全性 兩方面，一可靠之系統應提供除了資料的保存、備份及回復外， 面對有思竊取系統資料之有心人士駭客（hacking)技術的漸漸提 n，提升資訊安全上的防護’亦實為本領域不能忽視的一項問 Φ題，然習知電子裝置系統中，在記錄資料的安全保護多僅以簡單 的密碼保護’若依現今電子裝置的速度進行例如暴力破解（Brute force)的破解方式破解’習知之密碼防護實同虛設，在資訊安全 的上仍有著改善的空間；故改善系統資料的安全，亦係為本領域 中一重要之課題。 & 【發明内容】 本發明之一目的，旨在提供一種可連接控制多種輸出輸入介 面之控制介面裝置。 . I-- ---------- 本發％之目的’旨在提供—種可設置於不同電子裝置、 並可編輯所需控制功能之控制介面装置。 本發明之再—目的’旨在提供-種具有⑽安全功能之控制 介面裝置。 本發明之又-目的，旨在提供—種可降低祕之輸出輸入需 求之控制介面裝置。 2上述目的及其他目的’本發明之多點加密傳輸控制介面 、m -第二傳輸介面，電性連接至該第—傳輸介 雷性、2、該^裝置進仃資料溝通；—可程式化_處理模組， 气料.第—傳輸介面，用於處職控制資料並產生一記錄 二’，用:::通用傳輸介面，電性連接至該可程式化控制處理模 元，電性輸出輸入裝置及該步進馬達；一資料儲存單 接至該可程式化控制處理模組，用於 _連接至該可程式化控制‘模組貝 =t:=r—介面，電性連接至該 前述之多點通用加密傳輪控制神 2模組祕：_馬紐-元，祕 停止；-加職單元，用於 之啟動及 密；一算數密及解 控_，雜介面連接 器，電性賴齡喊雜解元 時序功能控制 置及該步進馬達之動作時機，·一 =理該外部輸出輸入裝 控制盗，電性連接該介面連 0σ3剌日!狂歸頁 元^制:雷㈣ΐ控锻料進行中斷控制；料儲存單 取^ w胁接該料儲存單元，用於處_記錄資料之存 =控制，—傳輸功能控制器，電性連接該資料傳輸緩衝器，用於 理該控，模組及㈣料傳輸緩衝器間的資料傳輸；以及一程式 編輯2接S，紐連接触式編輯關，用贼理絲式設定。

剛述之夕點顧加③、傳輸控制介面裝置巾，該第-及第二傳 f介面係選自外接設備連接匯流排（PCI)、擴展外接設備連接匯 机排(PCI E)、通用序列匯流排⑽)介面、以及火線⑽關4) 之對應端子槽顺辆組之其巾-者。料程式化控制處理 模組係為現場可程式化賴⑽A)電^該串列傳輸介 面係為串料料備介Φ (SeHal peripheral interface，

)該加解雄、單元係為咼級加密標準（Advanced Encryption Mandard ’ AES)加解密單元。該資料儲存單元係為靜態隨機儲存 «己隐體（Static Random Access Memory，SRAM)及快閃記憶體 (Plash Memory)之其中一者。 刖述之多點通用加密傳輸控制介面裝置，復包括一程式編輯 开1關電性連接至該可程式化控制處理模組，用於輸入程式設 疋’該程式編輯開關係為指撥開關（Dip Switch)。前述之多點 通用加密傳輸控制介面裝置，復包括電性連接至該資料儲存單元 之一第一電池，用於斷電時提供保留該資料儲存單元内之記錄資 料所需電力。 别述之多點通用加密傳輸控制介面裝置並復包括電性連接至 該多點通用加密傳輸控制介面裝置之一防護記錄模組，該多點通 用加密傳輸控制介面裝置與該防護記錄模組係透過該串列傳輸介 !334065 饮叫則e 面電性連接。該防護記錄模組包括：一防護資料錄製器，電 接至該資料傳輸緩衝H ’用於進行防料之記錄；—防雙資料 保存器’電性連接至該防護資料錄製器，祕保存該防護資料； U及-第二電池’雜連接至贿難料錄製^，用於斷電時提 供保留該防護資料錄製器之防護資料所需電力。.. 相較於習知技術，本發明係採用現場可程式化邏輯閑陣列 (Field-Progr麵able Gate Array ; FpGA)技術建構可程式化控 制處理模組，可隨不同需求設計不同之#料傳輸控制、輸出輸二 控制、定時控制、帽控制及資料保護等功能。另，本發明與外 部輸出輸入介面之溝通係透過多點通用傳輸介面（Gpi〇)相^連 接’以達顺多種裝置溝通之魏。本發明亦於該可程式化控制 處理模組中設置-加解密單元，並以.防護記錄做達到記錄防護 資料之目的’而透過本發明之串列傳輸介面與算數控制單元，則 可減低模組間通訊之輸出輸入負擔。 0 【實施方式】 请參閱第1圖’係為本發明第一實施例的多點通用加密傳輸 控制介面裝置3連接電子裝置卜外部輸出輸入展置2、以及步進 馬24之方塊示意圖。第2圖係可程式化控制處理模組31之方塊 不忍圖。如第1圖所示，本實施例之多點通用加密傳輸控制介面 裝置3係包括-第二傳輸介面％、一可程式化控制處理模組3卜 -多點通用傳輸介面34、-#料儲存單元33、—程式編輯開關 35、-貝料傳輸緩衝n 37及一串列傳輸介面％。該第二傳輸介 面32係與該電子裝置1之第一傳輸介面u電性連接，以接收該 1334065 ....... 〜·· 月〇/日修二鉍頁 電子裝置1所傳輸之控制資料，例如：根據該電子裝置1之通用 程面（Application pr〇gramming Interface，Ap◦所下達 $玉才曰々’另外根據外部輸出輸入裝置2係透過該多點通用傳 輸介面34，以操控以及記錄例如：燈光開關、閘門開閉、積分累 加、步進馬達動作或停止等動作，並傳輸依此所產生的記錄資 料’ ^遊戲的累積積分、使用者資料等；並根據該電子裝置 需之資料’傳輸回該電子裝置1。 於本實施例中，該多點通用傳輸介面34係 •一 P„，⑽)，並依照所連接之外部= 裝置2係為輸入或輸出以調整其接腳（例如按鍵為一輸入裝置， 即調整連接至該按鍵之接腳為輸入端，控制燈泡（或發光二極體 • 之開關輸出’則調整連接該燈泡（或發光二極體_之接腳 為輸出端），以及包括該步進馬達4的連接。另，該第一傳輸介面 第傳輸;丨面32係為對應之端子與插槽，例如：pc!、 PCI E USB介面、IEEE1394介面等可達到電性連接該電子裝置J 鲁與該多點通用傳輸介面34並提供訊號之傳輸功能之傳輸介面，而 不限於以上所提及之介面種類。另，該串列傳輸介面邪係為串列 外部叹備介面（Serial Peripheral interface，SPI)，於本實 施例中’其係對flash進行介面傳輸控制，而於其他實施例中根 據實施上的需要，該串列傳輸介面36亦可由控制adc、pll、rtc、 LIU、CODEC等介面’或者例如内部整合電路（12〇等可以達到傳 列方式傳輸資料之等效介面。 該可程式化控做賴組31係與該第二傳輸介面32電性連 接用以處理該記錄貧料。於本實施例中，該可程式化控制處理 模組31麵—現場可程式化__列

Array Fpga)’當有不同之系統或使用需求時，例如將本發 1月介接於不同之電子裝置，或在電路邏輯上需要有所變更時，即 可對該可程式化㈣處賴組31進行編輯。該資料儲存單元即 係與該可程式化控制處理模㈣1電性連接，以供儲存電子裝置1 或=控制處理模組31所處理完成之該記錄資料；於本實施例中， 該貝料儲存單元33係為-靜態隨機存取記憶體（SRAM)，而於其 他實施例巾’ 料儲存單元33亦可因為成本、容量、或者存取 速度等因素的考量，替換成快閃記麵M_^或其他等 效可以達_存該記錄資料之元件，且並魏量且不限於一組， 而可依架構難本發财—組以上之資料儲存單元33。本實施例 中:該資料儲存單元33復電性連接有-第-電池39，用於斷電 時提供保魏麵齡單元33内之記錄資騎f之緊急、電力，以 確保資料之可靠性。 另，於本實施例中，該程式編輯開關35係電性連接至該可程 式化控制處理模組31 ’祕輸人所需程式設定。於本實施例中， u程式《•扁輯開關35係為-指撥開關（咐switch)，以供切換所 而之设定值例如；事件發生機率、參數變化、處理速度等設定， ，產生-控制訊號傳送至該可程式化控制處理模組31。應注意的 是該私式編輯開關35並不限於本實施例所提及之指撥開關等僅 提供位尬巾開關（〇n/()f f)狀態變化之元件；於其他實施例中， 該程式編輯開關35亦可為鍵盤、觸控螢幕、滑鼠等可達到輸入切 換程式⑨疋，甚至監控、修改該可程式化控制處理模組31狀態之 等效元件不限於此處所提及之切換方式及所朗元種類件。 I334U55 該_上並緩衝 之部分式化控制處理模組31所處理之記錄資料中所欲存入 序功能控制器312、-遮斷控制器313、―資工料館早;^1批一， 315 317' ，]" 本實施例中，該馬達控制單元314係 作或停止獅，㈣峨射，峨 提及之馬達種類；咳加解密達，而不限於此處所 再於㈣=二 係對該記錄資料進行加密， 再於該電子裝置！端需要讀取該記錄資料時以麵解密。 εΖ^οΓΓΓ!^ 316 (Advanced

Encrypt.on Standard ^ AES) 316 ^ ,P , 透過AES方式以公開金錄（pubnc 2錄料係 儲存於該f _存私33，#_粉 :德序介·面讀取該記錄資料時，則需透過嫌 鑰（pnvate key)才能進行解密動作；但於其他實施例中，根據 軟硬體的需求’該記錄資料的加密方式亦可為其他例如·哪、 Hash、RAS·..等加密方式，而不限於此處所述。 單元311係電性連接至該第二傳輪介· 該户點通贿輸〃 s 34，用於控制各介响之傳輪如：第—傳 〜〜-— .一β ____ 輸介面11及第二胁人 %與該外部輸出—輪^；^32 _溝通’鄉糊傳輸介面 控制信號之連顿傳鱗輪，_制記錄資料及該 面連接控制能控制器312係電性連接該介 機。^D ’用於處理料部輸出輸人裝置2之動作時 二制器313係電性連接該介面連接控制單元311，用 發屮於該控制貞料進行情㈣，以控繼電子*置1或該外部 入裝f 2之變化。該資料儲存單元控制器315係、電性連接 :=貧料儲存單元33 ’胁該記錄資料之存取控制。該傳輸功能控 脩317係電性連接該資料傳輸緩衝器37，用於處理該可程式化 控制處理触31及該資料條緩脑37 f摘資料傳輸。 該程式編輯連接器319係電性連接該程式編輯開關％，用於 處理該程U ’例如·於本實施例巾，雜式編觸關％係為 - 8bit的指撥開g (Dip Switch)，透過預設或者透過該電子裝 置^之通用程序介面編輯設定其每個開關之開關組合所代表的不 同思義Ϊ列如該電子裝置1係為一遊戲機時，將第一個開關撥咸 開啟狀態（ON)，則遊戲得分倍數提高成兩倍，關時則恢復成 預設之倍率；或者例如以組合性的將數個開關同時切換成開啟狀 態，則該外部輸出輸入裝置2則會進入待機維修模式等。應注奄 的疋，此僅為該私式編輯開關35的一種使用範例說.明，該程式編 輯開關35與其程式設定的指令組合’可依需求而透過軟體變更其 預言曼模式，而不限於所提及之組合或使用方式。 · 參閱第3圖所示’係為本發明第二實施例之多點通用加密傳 輸控制介面裝置3連接防護記錄模組5之方塊示意圖。本實施例 與第一實施例之相異處，在於第一實施例所提及資料傳輪緩衝哭 11 J^4U65 37復電性連接巧護記錄模組5，以監控外部使用^連接i 發明之電子裝置1所進行的實體動作;例如以外力觸碰、開啟或 關閉該電子裝置1或該外雜出輸人裝置2之電雜應等動作。 該防護記錄模組5包括-防護資料錄製器5卜一防護資料保存器 53以及-第一電池55。該防護資料錄製器Μ系電性連接至該 資料傳輸緩衝器37，用於產生並記錄—防護資料，並透過該資料 傳輸緩衝H 37傳送或接收所需之資訊。例如，#有人開啟該電子 裝置1之外殼，意圖切換該程式編輯開關之設定時，該防護資料 錄製器51即會留下記錄，並於該防護資料保存器53中保存該防 濩資料’以確保系統之安全性’並達到監控系統的變化與人為或 非人為因素所造成的祕變更b該第二電池55舰電性連接至該 防護資料錄肋5卜用於斷f時提供保_防護資料錄製器51 之防護資料所需電力，而不致於系統失去電力供應時流失該防護 資料。 於本實施例中’該防護資料錄製器51係以該串列傳輸介面36 #與該資料傳輸緩衝器37連接；該串列傳輸介面36連接例如一唯 6賣s己憶體（麵）或—計時器（Timer)等元件，因其皆為由於所 屬技術領域中具有通常知識者可理解前述改變並據以實施，故於 此不再多做說明以及另繪圖式。 應注思的疋，於本實施例中，該防護記錄模组5與該多點通 用加密傳輸控制介面裝置3係視需求可為設置於同一電路上（例 如實做於同一基板上）之不同模組，亦可為任何等效能達到產生 防護資料並保護該記錄資料之等效裝置（不在同一基板上，或 為外接之裝置），而不限於本實施例所述之形式。 12 1334065 唯’以上職者，僅為本發明之雛實施綱已，並非用以 限定本發·施之範圍；故此等熟習此技藝所作料效或輕易的 變化者’在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修 飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍内。 、/ 古=上所述’本㈣之多點加密傳輸_介雜置，係具 有專彳之創雜，及難業的_價值 定，向鈞局提起發明專利之申請。 履寻利法之規 13 I334〇65 7)Hv\ ^ ：：；,. ----------- 【圖式簡單說明】 —…— 第1圖為本發明—實施例的多點通用加密傳輸控制介面袭置連接 電子裝置、外雜錄人裝置、叹錢馬達之魏示意圖· 第2圖為本發明—實施·多點通用加密傳輸控制介面裝置中控 制處理模組之方塊示意圖；以及 加密傳輸控制介面裝置連 第3圖為本發明另一實施例的多點通用 接防護記錄模組之方塊示意圖。 【主要元件符號說明】 1 電子裝置 11第一傳輸介面 2 外部輸出輸入裝置 3 多點通用加密傳輸控制介面裝置 31可程式化控制處理模組 311介面連接控制單元 • 312時序功能控制器 313遮斷控制器 314馬達控制單元 315資料儲存單元控制器 316加解密單元 317傳輸功能控制器 318算數控制單元 319程式編輯連接器 32 第一傳輸介面 1334065 丨曰修正替换頁 33 資料儲存單元 34 多點通用傳輸介面 35 程式編輯開關 36 串列傳輸介面 37 資料傳輸緩衝器 39 第一電池 4 步進馬達 5 防護記錄模組 51 防護資料錄製器 53 防護資料保存器 55 第二電池 15

Claims (1)

1334065 七 申請專利範圍 種多點通用加密傳輸押制公 埒叛控制，丨面裝置，係連接一具有一第- 傳輸介面之電子裝置、至少一個外部輸出輸入裝置、以及至 二―個步進馬達，透過該電子裝置進行程式編輯設定產生之 ::貧料，控制該步進馬達及該外部輸出輸入裝置之運作， 該夕點通用加密傳輸控制介面裝置包括·· -第二傳輸介面’ f性連接至該第—傳輸介面用於與 該電子裝置進行資料溝通； -可程式化控制處理模組，電性連接至該第二傳輸介 =用於處理該控制資料並產生—記錄資料；該可程式化控 二：理核組包括：一加解密單元’用於該控制資料及該記錄 密及解密；—介面連接控制單元，電性連接至該第 該串列傳輸介面1及該多點通用傳輸介面， 用於控料關之傳輸時序雜㈣器，電性連接該介 單元，用於處理該外部輸出輸入裝置及該步進馬 一馬達控制單元，電性連接該時序功能控制 :用^制該步進馬達之啟動及停止；—算數處理單元， 電性連接該時序功能控㈣算聽㈣ -遮斷控制器’電性連接該介、、， 栌制資mΑ 播控制早凡，用於根據該 :資二:二：中斷控制；一資料儲存單元控制器，電性連接 二Γ ，用 該記錄資料之存取控制；一傳輸 功此控制器，電性連接該資料傳輸緩衝器 式化控制處理模Μ及該資料傳輸緩衝器間的資料== 一程式編輯連接器’電性連接-程式編輯開關，心處= 16

程式設定； 一多點通用傳輸介 模組，用於連接該外部：出：性連接至該可程式化控制處理 -資料緒存單元:輸入裝置及該步進馬達； 組，用於儲存該記錄資連接至該可程式化控制處理模 組 用二=:::器’電性連接至該可程式化控制處理模 较衝儲存該記錄資料；以及 模組 。j傳輸；I面’細電性連接至該可程式化控制處理 利範圍第1項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 置，其中，該篥一菸楚& 丨叫衣 排（pm、: #輸介面係選自外接設備連接匯流 排（USB)a面展外接《備連接匯流排（PCI-E)、通用序列匯流 專利範圍帛1項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 ㉟可％式化控制處理模組係為現場可程式化邏輯 閘陣列（FPGA)電路。 4·如申請專利範㈣1項所述之多料用加密傳輸控制介面裝 置，其中，该串列傳輪介面係為串列外部設備介面（Senal Peripheral interface，SPI)。 5.如申請專利範㈣丨項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 置，其中’該加解密單元係為高級加密標準 Encryption Standard ’ AES)加解密單元。 1334065

6. 如申請專利範圍第丨項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 置，其中，該資料儲存單元係為靜態隨機儲存記憶體（Static Random Access Memory，SRAM)及快閃記憶體（Flash Mem〇ry) 之其中一者。 7. 如申咕專利範圍第1項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 置，復包括一程式編輯開關’電性連接至該可程式化控制處 理模組’用於輸入程式設定。 8. 如申請專利範圍帛7項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 置，其中，該程式編輯開關係為指撥開關（Dip s witch)。 9. 如申請專利範㈣！項所述之多點通用加密傳輸控制介面裝 置，復包括電性連接至該資料儲存單元之一第一電池，用於 斷電時提供保留該資料儲存單元内之記錄資料所需電力。 10. 如申清專利範圍第丨項所述之多點通用加密傳輸控制介面 裝置’復包括電性連接至該多點通用加密傳輸控制介面裝置 之一防護記錄模組。 11. 如申凊專利範圍第10項所述之多點通用加密傳輸控制介面 裝置’其中’該多點通用加密傳輸控制介面褒置與該防護記 錄模組係透過該串列傳輸介面電性連接。 12. 如中料利㈣第u項所述之多點通用加密傳輸控制介面 裝置’其中，該防護記錄模組包括： 防護貧料錄製器，電性連接至該資料傳輸緩衝器，用 於進行防護資料之記錄； 防邊貝枓保存器，電性連接至該防護資料 於保存該防護資料；以丨 1334065

一第二電池，電性連接至該防護資料錄製器，用於斷 時提供保留該防護資料錄製器之防護資料所需電力。