一種soc晶片的製作方法
2024-01-22 06:50:15
專利名稱：一種soc晶片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及嵌入式系統應用技術領域，特別涉及ー種SOC晶片。
背景技術：
隨著嵌入式系統的發展，採用嵌入式系統的設備也層出不窮，從身份證讀卡器、電視機頂盒到印表機、稅控收款機以及移動終端、MP3/MP4，嵌入式系統的應用日益廣泛，用戶體驗也越來越多的受到重視，這就對嵌入式設備的便攜性、界面顯示效果、安全性、處理性能等都提出了更高的要求。由於目前相當一部分嵌入式設備都具有液晶顯示屏，以實現應用中信息的顯示，因此對字庫文件的存儲和處理就不可缺少。現有用於嵌入式系統界面字體顯示的字庫主要有兩類矢量字庫和點陣字庫。矢量字庫佔據空間大，但靈活，字體可無限放縮；點陣字庫 佔據空間小，顯示速度快，但不支持字體的放大或縮小，顯示效果差。由於字庫文件一般都比較大，即便是佔用空間較小的點陣字庫文件也至少需要0. 5M字節左右的空間，因此如果存放矢量字庫或同時存放多種點陣字庫就需要佔用更大的存儲空間，但嵌入式設備受自身特點的限制，存儲空間一般都比較小，僅可實現對應用程式及個人數據的存放，因此目前大部分嵌入式設備的字庫文件都存放在與控制晶片連接的FLASH晶片中。這種存放方式存在以下缺點I)由於控制晶片與存放字庫文件的FLASH晶片之間採用串行方式實現數據的連接，這種連接方式大大降低了數據的處理速度。2)字庫文件大部分都是以明文方式存放在與晶片連接的FLASH晶片中，無任何保密措施，非法者可輕易通過篡改內碼信息或點陣信息，或通過直接替換字庫的方式更改字庫，改變應用設備顯示的內容，從而誤導用戶，極易導致用戶私密信息洩露，造成安全隱患。雖然為提高字庫文件的安全性，目前有些設備通過將FLASH晶片中的字庫文件加密的方法保證字庫文件的機密性，這ー方式雖然能提高字庫文件的安全性，但每次讀取FLASH中的文件都需要對其中的數據進行解密，同樣影響嵌入式設備的處理速度。3)採用控制晶片與FLASH晶片串行連接的方式進行封裝的嵌入式設備，由於FLASH晶片的存在造成整個嵌入式設備體積過大，失去了嵌入式設備便攜的優勢，外觀設計難以把握，價格上也不具競爭力。4)為了達到文字、字符高質量的現實效果，其他對字庫文件的處理操作也不可缺少，如對編碼格式的轉換、點陣字庫橫/豎向取模的選擇等，如果僅依靠嵌入式設備晶片自身的處理器在實現具體應用的同時再對字庫進行處理運算，勢必會使設備晶片的處理速度大打折扣。由此可見,如何提供ー種具有字庫處理功能的SOC (System on Chip)晶片,在實現具體應用的同時保證字庫文件存儲的安全性、字體處理的效果和速度具有十分重要的現實意義。發明內容本實用新型的目的在於提供一種可實現字庫處理功能的SOC晶片，使之既能實現具體的嵌入式應用又能保證字庫文件的安全存儲及字體的靈活顯示，同時提高了使用該SOC晶片的嵌入式設備的便攜性和處理性能，價格上也更具競爭力。本實用新型提供了ー種SOC晶片，所述SOC晶片包括微處理器、字庫存儲器、第一存儲器和第二存儲器，通過地址總線進行連接，所述SOC晶片還包括通過所述地址總線與微處理器連接的字庫處理模塊，用於實現對字庫文件的處理。所述微處理器用於控制所述SOC晶片內數據的存取、傳輸和參數的設置，並接收和執行外部指令，以實現設備的具體應用。所述字庫存儲器的類型包括掩模型ROM、OTP存儲器或FLASH存儲器，用於字庫文件的存儲，所述字庫文件包括矢量字庫文件或點陣字庫文件；所述第一存儲器為RAM存儲器，用於存儲中間數據；所述第二存儲器為FLASH存儲器，用於存儲嵌入式應用數據。 所述SOC晶片還包括接ロ模塊，通過所述地址總線進行連接，用於實現與外界的數據交互；所述接ロ模塊包括通用設備接ロ模塊和I/o接ロ模塊。所述SOC晶片還包括加密算法協處理器，通過所述地址總線進行連接，用於實現對晶片內部應用數據的加解密。本實用新型還提供了ー種SOC晶片，所述SOC晶片包括微處理器、第一存儲器和第ニ存儲器，通過地址總線進行連接，所述SOC晶片還包括通過所述地址總線與微處理器連接的字庫處理模塊，用於實現對字庫文件的處理。所述微處理器用於控制所述SOC晶片內數據的存取、傳輸和參數的設置，並接收和執行外部指令，以實現設備的具體應用。所述第一存儲器為RAM存儲器，用於存儲中間數據；所述第二存儲器為FLASH存儲器，用於存儲嵌入式應用數據和字庫文件；所述字庫文件包括矢量字庫文件或點陣字庫文件。所述SOC晶片還包括接ロ模塊，通過所述地址總線進行連接，用於實現與外界的數據交互；所述接ロ模塊包括通用設備接ロ模塊和I/o接ロ模塊。所述SOC晶片還包括加密算法協處理器，通過所述地址總線進行連接，用於實現對晶片內部應用數據的加解密。與現有技術相比，本實用新型提供的SOC晶片具有如下優點I、為保證字庫數據的安全性，將字庫文件存儲於SOC晶片內部的存儲介質中，較之現有技術中將字庫文件放入與SOC晶片連接的FLASH晶片中的方式更為安全，且由於省去了 FLASH，使得採用該SOC晶片的嵌入式設備體積更小，造價更低，便攜性更強；2、在SOC晶片內部通過硬體電路設計加入了字庫處理模塊，實現了字庫數據的處理功能，較之軟體實現該功能的方式更能保證字庫的處理速度，由於獨立於晶片本身的處理器，使兩者各兼其職字庫處理模塊專門用於實現晶片內部對字庫文件的各種處理操作，晶片自身的微處理器則主要用於實現嵌入式設備的具體應用，這樣在不影響SOC晶片對具體應用處理速度的基礎上，保證了字庫處理的速度；3、為充分利用點陣字庫和矢量字庫的優點，以實現不同應用對不同字體的顯示要求，本實用新型中的SOC晶片可實現矢量字庫到點陣字庫的轉換，以適應不同應用對字體的不同需求，同時還可以實現其他字庫處理的操作，保證了字體的顯示質量。
圖I是本實用新型實施例I的SOC晶片的原理結構示意圖；圖2是本實用新型實施例I具有SOC晶片的液晶型智能密碼鑰匙的原理結構示意圖；圖3是本實用新型實施例I字庫處理模塊的結構示意圖；圖4是本實用新型實施例2的SOC晶片的原理結構示意圖；圖5是本實用新型實施例2具有SOC晶片的液晶型智能密碼鑰匙的原理結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型技術方案作進ー步描述。實施例I如圖I所示，本實用新型實施例提供了ー種SOC晶片，該SOC晶片包括微處理器、字庫存儲器、字庫處理模塊、RAM、FLASH、USB接ロ模塊和I/O接ロ模塊，通過地址總線進行連接。其中，字庫處理模塊通過地址總線與微處理器連接，用於實現對字庫文件的處理；USB接ロ模塊和I/O接ロ模塊，用於實現SOC晶片與外界的數據交互。下面以SOC晶片外掛液晶顯示屏和按鍵製成的液晶型智能密碼鑰匙為例，來詳細闡明本實用新型實現的SOC晶片的功能及效果。液晶型智能密碼鑰匙是ー種高端智能密碼鑰匙，其特點是通過外掛的液晶顯示屏將交易過程中待籤名的數據顯示出來，用戶對待籤名信息確認後才可實現對所述數據的籤名操作，保證「所見即所籤」，提高了網銀交易的安全性。如圖2所示，本實施例中液晶型智能密碼鑰匙由具有SOC晶片I、IXD顯示屏2和按鍵3組成。其中，SOC晶片I包括微處理器11 (MPU)、字庫處理模塊12、FLASH13、RSA協處理器15、DES協處理器16、SSF33協處理器17、字庫存儲器18 (ROM)、RAM19、USB接ロ模塊20、GPIO接ロ模塊21和SPI接ロ模塊22，上述所有部件通過地址總線14進行連接。其中，MPUll作為整個SOC晶片的控制器，用於控制SOC晶片內數據的存取、傳輸和參數的設置，並接收和執行外部指令，以實現設備的具體應用。其中，如圖3所示，字庫處理模塊12通過硬體設計電路實現對字庫文件的處理，具體包括編碼格式轉換單元121，用於實現不同應用中對不同編碼格式的選擇，例如從GBK字符集到UTF8字符集的轉換；字庫轉換単元122，用於根據實際應用實現矢量字庫文件到點陣字庫文件的轉換；點陣橫/豎向取模選擇単元123，用於在採用點陣字庫文件進行字體顯示時，實現數據橫向、豎向取模的選擇。其中，FLASH13用於存儲實現嵌入式應用的COS程序以及與用戶相關的各種數據；RAM19，用於實現運算數據的中間存儲。其中，R0M18用於存儲字庫文件。字庫文件包括矢量字庫文件或點陣字庫文件。在實際應用中，R0M18中可以只存儲矢量字庫文件，根據實際需要可通過內部的字庫處理模塊12中的字庫轉換単元122實現從矢量字庫到點陣字庫的轉換，或者只存儲點陣字庫文件。由於字庫文件尤其是矢量字庫文件佔據的空間較大，而普通SOC晶片內ROM空間一般都較小，為了實現大數據的存儲，需要擴大ROM尋址空間，根據現有技術，這點已經很容易實現，不再進行詳細描述。其中，RSA協處理器15、DES協處理器16和SSF33協處理器17分別通過硬體實現RSA、DES、SSF33加解密算法以完成對交易數據的保護。其中，USB接ロ模塊20，用於交易時實現該智能密碼鑰匙與外部PC的連接；GPI0接ロ模塊21，用於實現與液晶型智能密碼鑰匙上按鍵3的連接；SPI接ロ模塊22，實現與LCD顯示屏2的連接。在實際應用中，還可以根據需要増加其他類型的設備接ロ模塊和I/O接ロ模塊，例如A/D轉換接ロ模塊和D/A轉換接ロ模塊，RS-232接ロ模塊和I2C接ロ模塊，這些模塊通過地址總線進行連接。 在實際應用中，還可以根據實際需要使用其他存儲介質取代ROM實現字庫文件的存儲，例如OTP存儲器(One Time Programable，一次性可編程)、FLASH或EEPR0M。各種存儲介質各有特點①MASK ROM，程序在晶片出廠時已經固化，適合程序固定不變的應用場合 級FLASH可以反覆擦寫，靈活性很強，但價格較高，適合對價格不敏感的應用場合或做開發用途；③OTP價格介於前兩者之間，同時又具有一次性可編程能力，適合既要求一定靈活性，又要求低成本的應用場合。對於功能不斷翻新、需要迅速量產的電子產品，可根據實際需要確定字庫文件存儲器的類型。本實用新型實施例的SOC晶片，利用晶片內部專門的硬體在實現具體應用的同時，實現對字庫的處理操作，可以使用矢量字庫也可以使用點陣字庫，應用靈活、字體顯示效果好，處理速度快，字庫信息更為安全，是ー種通用性較強的字庫處理晶片。當使用本實施例的液晶型智能密碼鑰匙進行交易吋，USB接ロ模塊20與外部PC機連接，並通過該接ロ將交易中待籤名信息傳輸給該液晶型智能密碼鑰匙(俗稱液晶KEY)，MPUll將待顯示數據傳輸給字庫處理模塊12，字庫處理模塊12按照FLASH13內存儲的應用程式指定好的字體顯示要求對R0M18中字庫文件進行處理，並將處理完成後的字庫文件傳輸給LCD顯示屏2進行顯示，用戶需要對LCD顯示屏2中的數據進行確認，並通過按動按鍵3實現對該待籤名信息的確認，隨後MPUll將會對待籤名數據執行籤名操作，並通過USB接ロ模塊20回傳給PC實現籤名交易流程。由上述液晶KEY的工作流程可以看出，液晶KEY中主要通過SOC晶片中的字庫處理模塊按照實際應用中字庫顯示的要求，實現對字庫的處理，具體包括矢量字庫到點陣字庫的轉換、編碼格式的選擇、以及橫/豎向取模的選擇等；晶片自身處理器則主要用於設備籤名應用的處理，保證了各自的處理速度；同時通過擴大尋址空間，將字庫文件存儲到晶片內部的ROM中，較之現有技術中將字庫文件存放到晶片外部的FLASH存儲器中更為安全，消除了安全隱患，並由此使得整個嵌入式設備的體積更小、造價更低。實施例2參見圖4，本實施例與實施例I的不同之處在於本實施例僅通過ー個FLASH存儲器既可實現字庫文件、嵌入式應用的COS程序以及與用戶相關的各種數據存儲。相比於實施例I中採用ROM存儲字庫文件、FLASH存儲嵌入式應用的COS程序以及與用戶相關的各種數據的兩個存儲器設計方案，本實施的技術方案可以進ー步簡化SOC晶片內部的電路結構設計，應用數據的處理速度更快，尤其適用於字庫存儲器為FLSAH存儲器的SOC晶片內部結構設計。此外，圖4中其他部件的功能及結構連接關係均與實施例I中對應的部件相同，此處不再贅述。圖5為本實施例SOC晶片2構成的液晶型智能密碼鑰匙的原理結構示意圖。該SOC晶片2內部沒有用於存儲字庫文件的ROM，FLASH23』不僅存儲嵌入式應用的COS程序以及與用戶相關的各種數據，而且還存儲有字庫文件。相比於實施例I的液晶型智能密碼鑰匙，本實施例的液晶型智能密碼鑰匙的內部結構進ー步簡化，應用數據處理速度更快，尤其適用於字庫存儲器為FLSAH存儲器的SOC晶片內部結構設計。此外，圖5中其他部件的功能及結構連接關係均與實施例I中對應的部件相同，此處不再贅述。本實用新型實施例中的SOC晶片一方面要實現具體的嵌入式應用，另ー方面又要保證佔據較大存儲空間的字庫文件的安全存儲，同時還要具有字庫的處理功能以實現字體的靈活顯示，這就對MPUll的處理速度提出了很高的要求。如果單靠MPUlI本身實現數據的處理，那麼整個嵌入式設備的處理性能難以保障，因此本實用新型實施例通過硬體電路 設計的方法在SOC晶片中加入了專用於字庫文件處理的字庫處理模塊，與軟體實現字庫處理操作的方式相比數據處理的速度更快。由於獨立於晶片本身的處理器，使兩者各兼其職字庫處理模塊專門用於實現晶片內部對字庫文件的各種處理操作，晶片自身的處理器則主要用於實現設備的具體應用。這樣在不影響晶片對具體應用處理速度的基礎上，保證了字庫處理的速度，從而提高了整個嵌入式設備的處理性能。本實用新型實施例通過擴大SOC晶片內部ROM尋址空間的方式將字庫文件存儲到其中，由於字庫文件與MPU等其他SOC晶片的部件集成到了一起，較之現有技術中將字庫文件存儲到晶片外部與之串聯的FLASH晶片中的方式保證了字庫文件的安全性，且提高了數據傳輸的速度。同吋，由於不需要再外接FLASH存儲器，因此大大減少了嵌入式設備的體積，提高了便攜性，使嵌入式設備的價格也更具有競爭力。當然，本實用新型實施例SOC晶片還包括其他用於實現SOC晶片基本功能的模塊，例如計時器、隨機數發生器、中斷系統、復位電路等，由幹與本實用新型的實用新型內容無關，在這裡不再贅述。另外，利用本實用新型實施例的SOC晶片還可以製成如印表機、稅控收款機等其他嵌入式設備。值得指出的一點是，本實用新型中字庫處理模塊並不僅限於實現上述功能，為了達到更好的字體顯示效果，可根據具體需求加入其他模塊以實現其他字庫數據處理操作。凡在本實用新型技術方案的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.ー種SOC晶片，所述SOC晶片包括微處理器、字庫存儲器、第一存儲器和第二存儲器，通過地址總線進行連接，其特徵在於，所述SOC晶片還包括通過所述地址總線與微處理器連接的字庫處理模塊。
2.如權利要求I所述的SOC晶片，其特徵在於，所述字庫存儲器的類型包括掩模型ROM,OTP存儲器或FLASH存儲器；所述第一存儲器為RAM存儲器；所述第二存儲器為FLASH存儲器據。
3.如權利要求2所述的SOC晶片，其特徵在於，所述SOC晶片還包括接ロ模塊，通過所述地址總線進行連接；所述接ロ模塊包括通用設備接ロ模塊和I/o接ロ模塊。
4.如權利要求3所述的SOC晶片，其特徵在幹，所述SOC晶片還包括加密算法協處理器，通過所述地址總線進行連接。
5.ー種SOC晶片，所述SOC晶片包括微處理器、第一存儲器和第二存儲器，通過地址總線進行連接，其特徵在幹，所述SOC晶片還包括通過所述地址總線與微處理器連接的字庫 處理模塊。
6.如權利要求5所述的SOC晶片，其特徵在於，所述第一存儲器為RAM存儲器；所述第ニ存儲器為FLASH存儲器。
7.如權利要求6所述的SOC晶片，其特徵在於，所述SOC晶片還包括接ロ模塊，通過所述地址總線進行連接；所述接ロ模塊包括通用設備接ロ模塊和I/o接ロ模塊。
8.如權利要求7所述的SOC晶片，其特徵在幹，所述SOC晶片還包括加密算法協處理器，通過所述地址總線進行連接。
專利摘要本實用新型公開了一種SOC晶片，屬於嵌入式系統應用技術領域。所述SOC晶片包括微處理器、字庫存儲器、第一存儲器和第二存儲器，通過地址總線進行連接，SOC晶片還包括通過地址總線與微處理器連接的字庫處理模塊。本實用新型通過SOC晶片內部專門的硬體在實現具體應用的同時，實現了對字庫的處理操作，可以使用矢量字庫也可以使用點陣字庫，應用靈活、字體顯示效果好，處理速度快，字庫信息更為安全，是一種通用性較強的字庫處理晶片。
文檔編號G06F17/22GK202486778SQ20112043069
公開日2012年10月10日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者華燕翔, 崔靜波, 李德亮, 程晉格, 符力建 申請人:北京華大智寶電子系統有限公司