一種基於BMCSPI接口的TCM控制系統及方法與流程
2023-12-07 07:27:51
本發明涉及bmc領域，尤其涉及一種基於bmcspi接口的tcm控制系統及方法。
背景技術：
bmc是伺服器主板上的基板管理控制器，其作用是利用虛擬的鍵盤、界面、滑鼠、電源等為伺服器提供遠程管理功能。用戶利用bmc監視伺服器的物理特徵，如各部件的溫度、電壓、風扇工作狀態、電源供應以及機箱入侵等。bmc作為伺服器中相對獨立的管理控制單元本身存在著安全風險，例如被植入惡意代碼，此外用戶在使用bmc對伺服器進行遠程管理時，可能因安全配置不當，如未使用專用網絡、密碼複雜度低等不安全操作，造成運行過程中的安全風險。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供一種基於bmcspi接口的tcm控制系統，包括：bmc模塊，tcm控制器，tcm模塊；
bmc模塊設有arm處理器，tcm控制器集成至bmc模塊上，tcm控制器與arm處理器連接；tcm模塊與tcm控制器連接。
優選地，tcm控制器採用採用spi接口與tcm模塊連接；tcm控制器利用硬體vhdl語言，通過amba總線連接到bmc模塊的arm處理器。
優選地，tcm控制器設有sclk連接端，sdo連接端，sdi連接端，cs連接端；
tcm模塊設有clk引腳，wr引腳，rd引腳，sel引腳；
tcm控制器sclk連接端與tcm模塊的clk引腳連接，作為spi總線的時鐘輸出信號，控制tcm的時序；
tcm控制器sdo連接端與tcm模塊的wr引腳連接，作為spi總線的數據輸出信號，向tcm發送數據；
tcm控制器sdi連接端與tcm模塊的rd引腳連接，作為spi總線的數據輸入信號，從tcm接收數據；
tcm控制器cs連接端與tcm模塊的sel引腳連接，作為spi總線的使能信號，用於選中tcm，使數據操作有效。
優選地，tcm控制器包括命令寄存器、長度寄存器、控制寄存器和ram數據變換區；
命令寄存器的長度為8bit，用於存放對tcm操作的不同命令參數；命令參數包括：讀、寫、擦除；
長度寄存器的長度為8bit，用於存放需要讀取或寫入tcm的數據長度，單位為字節；
控制寄存器的長度為8bit，通過設置控制寄存器相應的狀態位控制tcm模塊的操作。
優選地，控制寄存器的第0位是start，置1表示啟動tcm控制器開始工作，清0表示停止tcm控制器工作；第1位是p_c，由tcm控制器設置，當ram變換區由並行數據轉換成串行數據完成後，p_c置1；第2位是c_p，由tcm控制器設置，當ram變換區由串行數據轉換成並行數據完成後，c_p置1；第3位是finish_flag，置1表示數據傳輸完成，清0表示數據傳輸未完成。
優選地，ram數據變換區設置ram區的大小為1kb(8bit*1024)，該ram變換區用於把待發送到tcm模塊的數據，由並行的8bit轉換成串行數據，以便通過sdo數據線發送到tcm模塊；當讀取tcm模塊數據時，該ram變換區能夠把通過sdi數據線讀取的tcm串行數據組成並行數據供arm處理器讀取。
優選地，tcm控制器採用了有限狀態機方法，包括：空閒狀態idle、開始狀態begin、寫命令字狀態wr_cmd、寫長度狀態wr_len、寫數據狀態wr_data、並-串轉換狀態p_ccon、讀數據狀態rd_data、串-並轉換狀態c_pcon和完成狀態finish。
一種基於bmcspi接口的tcm控制方法，控制方法包括：
s1、系統上電復位後tcm控制器進入空閒狀態idle，等待arm處理器下一步的操作；當arm處理器設置控制寄存器的第0位start為1後，tcm控制器開始工作，狀態機進入begin狀態；
s2、在begin狀態，tcm控制器使sclk、sdo與sdi信號同步，之後狀態機進入寫命令字狀態wr_cmd；
s3、在wr_cmd狀態，tcm控制器向命令寄存器寫入讀取tcm模塊的命令字，之後狀態機進入寫長度狀態wr_len；
s4、在wr_len狀態，tcm控制器向長度寄存器寫入需要讀取的tcm模塊數據長度，單位為字節，之後狀態機進入寫數據狀態wr_data；
s5、在wr_data狀態，tcm控制器把讀取tcm模塊的命令字寫入ram區，之後狀態機進入並-串轉換狀態p_ccon；
s6、在p_ccon狀態，狀態機把ram區中的數據由按字節輸入的格式轉換為按bit位輸出的方式，通過sdo信號線輸出，之後狀態機進入等待狀態wait；
s7、在rd_data狀態，tcm控制器通過sdi信號線讀取tcm模塊的數據，並把數據寫入ram區，之後進入串-並轉換狀態c_pcon；
s8、在c_pcon狀態，狀態機把讀取的ram區的數據由bit位組合為字節格式，以便於arm處理器讀取，之後進入完成狀態finish；
s9、在finish狀態，tcm控制器清除控制寄存器的第0位start為0，設置控制寄存器第3位的完成標誌位finish_flag為1，之後由arm處理器接管控制權，arm處理器可以再次啟動tcm控制器對tcm進行操作，過程同上。
從以上技術方案可以看出，本發明具有以下優點：
本發明提出了基於bmcspi接口的tcm控制系統及方法，在bmc模塊中利用tcm控制器與tcm模塊進行交互，在bmc模塊啟動運行過程中利用tcm模塊對各個功能組件進行完整性的度量，確保程序的完整性和沒有被植入惡意代碼，從而保證了系統平臺執行環境的可信。本發明實現對tcm模塊的控制，對bmc模塊進行安全加固。tcm控制器採用spi接口，利用硬體描述語言vhdl設計而成，通過amba總線連接到bmc模塊中的arm處理器。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為基於bmc的tcm控制系統的整體示意圖；
圖2為spi接口的tcm控制器工作的狀態機轉移圖；
圖3為基於bmcspi接口的tcm控制方法流程圖。
具體實施方式
為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將運用具體的實施例及附圖，對本發明保護的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本專利中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本專利保護的範圍。
本實施例提供一種基於bmc的tcm控制系統，如圖1所示，包括：bmc模塊1，tcm控制器2，tcm模塊3；bmc模塊1設有arm處理器4，tcm控制器集成至bmc模塊1上，tcm控制器2與arm處理器4連接；tcm模塊3與tcm控制器2連接。
tcm是國產的可信密碼模塊，作為系統平臺的信任根、具備對稱、非對稱密碼算法、密碼雜湊算法、密鑰生成與存儲等功能。
tcm控制器2採用採用spi接口與tcm模塊3連接；tcm控制器2利用硬體vhdl語言，通過amba總線連接到bmc模塊1的arm處理器4。
在本實施例中，tcm控制器2設有sclk連接端，sdo連接端，sdi連接端，cs連接端；tcm模塊設有clk引腳，wr引腳，rd引腳，sel引腳；
tcm控制器sclk連接端與tcm模塊的clk引腳連接，作為spi總線的時鐘輸出信號，控制tcm的時序；tcm控制器sdo連接端與tcm模塊的wr引腳連接，作為spi總線的數據輸出信號，向tcm發送數據；tcm控制器sdi連接端與tcm模塊的rd引腳連接，作為spi總線的數據輸入信號，從tcm接收數據；tcm控制器cs連接端與tcm模塊的sel引腳連接，作為spi總線的使能信號，用於選中tcm，使數據操作有效。
tcm控制器2包括命令寄存器、長度寄存器、控制寄存器和ram數據變換區；
命令寄存器的長度為8bit，用於存放對tcm操作的不同命令參數；命令參數包括：讀、寫、擦除；長度寄存器的長度為8bit，用於存放需要讀取或寫入tcm的數據長度，單位為字節；控制寄存器的長度為8bit，通過設置控制寄存器相應的狀態位控制tcm模塊的操作。
控制寄存器的第0位是start，置1表示啟動tcm控制器開始工作，清0表示停止tcm控制器工作；第1位是p_c，由tcm控制器設置，當ram變換區由並行數據轉換成串行數據完成後，p_c置1；第2位是c_p，由tcm控制器設置，當ram變換區由串行數據轉換成並行數據完成後，c_p置1；第3位是finish_flag，置1表示數據傳輸完成，清0表示數據傳輸未完成。
ram數據變換區設置ram區的大小為1kb(8bit*1024)，該ram變換區用於把待發送到tcm模塊的數據，由並行的8bit轉換成串行數據，以便通過sdo數據線發送到tcm模塊；當讀取tcm模塊數據時，該ram變換區能夠把通過sdi數據線讀取的tcm串行數據組成並行數據供arm處理器讀取。
tcm控制器採用了有限狀態機方法，如圖2所示，包括：空閒狀態idle、開始狀態begin、寫命令字狀態wr_cmd、寫長度狀態wr_len、寫數據狀態wr_data、並-串轉換狀態p_ccon、讀數據狀態rd_data、串-並轉換狀態c_pcon和完成狀態finish。
本發明還提供一種基於bmcspi接口的tcm控制方法，如圖3所示，控制方法包括：
s1、系統上電復位後tcm控制器進入空閒狀態idle，等待arm處理器下一步的操作；當arm處理器設置控制寄存器的第0位start為1後，tcm控制器開始工作，狀態機進入begin狀態；
s2、在begin狀態，tcm控制器使sclk、sdo與sdi信號同步，之後狀態機進入寫命令字狀態wr_cmd；
s3、在wr_cmd狀態，tcm控制器向命令寄存器寫入讀取tcm模塊的命令字，之後狀態機進入寫長度狀態wr_len；
s4、在wr_len狀態，tcm控制器向長度寄存器寫入需要讀取的tcm模塊數據長度，單位為字節，之後狀態機進入寫數據狀態wr_data；
s5、在wr_data狀態，tcm控制器把讀取tcm模塊的命令字寫入ram區，之後狀態機進入並-串轉換狀態p_ccon；
s6、在p_ccon狀態，狀態機把ram區中的數據由按字節輸入的格式轉換為按bit位輸出的方式，通過sdo信號線輸出，之後狀態機進入等待狀態wait；
s7、在rd_data狀態，tcm控制器通過sdi信號線讀取tcm模塊的數據，並把數據寫入ram區，之後進入串-並轉換狀態c_pcon；
s8、在c_pcon狀態，狀態機把讀取的ram區的數據由bit位組合為字節格式，以便於arm處理器讀取，之後進入完成狀態finish；
s9、在finish狀態，tcm控制器清除控制寄存器的第0位start為0，設置控制寄存器第3位的完成標誌位finish_flag為1，之後由arm處理器接管控制權，arm處理器可以再次啟動tcm控制器對tcm進行操作，操作可以包括寫、擦除等，過程同上。
在實施例中，所述設備中的一個或多個設備的部分或所有功能或處理由電腦程式實現或支持，電腦程式由計算機可讀程序代碼形成並且被包括在計算機可讀介質中。本發明中由計算機實現了程序代碼，可以為計算機可讀程序代碼，具體包括任何類型的計算機代碼，包括原始碼、目標代碼和可執行代碼。還包括實現本發明功能的計算機可讀介質，具體包括能夠被計算機訪問的任何類型的介質，諸如只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)、硬碟驅動器、光碟(cd)、數字視頻盤(dvd)、或任何其他類型的存儲器。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參考即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。