专利名称：一种基于数字接口的数据传输系统及数据传输方法
技术领域：
本发明涉及数字接口芯片，具体的说是涉及一种基于数字接口的数据传输系统及 数据传输方法。
背景技术：
随着数字家庭的概念不断推广，数字电视、PC等原本各自领域中的霸主开始交 融在一起。伴随着数字电视、多媒体中心、PC争夺家庭影音核心的战争，各种不同接口卷 入争端的风暴中心。从技术成熟的视频传输接口 DVI，到日益兴起的高清晰度多媒体接口 (HDMI)、数字音视频接口(DisplayPort)、数字高清互动接口(DiiVA)、万用显示界面(UDI) 等，在数字内容传输的PC阵营和TV阵营各显神通。以数字形式存储和传输的音视频、文本、图片等数据统称为数字内容，其“数字”特 点在符合数字通信要求的同时更为消费者带来了前所未有的高质量视听体验。然而其“数 字”特点也为盗版者提供了便利，盗版者可以绝对完整地拷贝和传播数字内容。信息数字化 急速膨胀，知识产权保护逐渐由口号化的意识转化为更为实在的可行措施。随着数字接口 的日益广泛的应用，基于数字接口内容传输的保护，成为一个火热的话题。现有的数字接口内容保护体系，如HDCP、DTCP等，实现的都是数字接口与数字接 口之间的安全传送，所有的功能单元均采用硬件功能单元在数字接口芯片内部实现，它包 括设备之间的双向认证、数字接口之间的双向认证、安全传输、信息收集、系统完整性(吊 销列表)维护等。随着参与数字内容系统设备的增多，各个硬件功能单元占用硬件芯片的 空间越来越大。尤其是系统完整性(吊销列表)维护，必须及时吊销系统中无效的设备，保 证系统的安全性。吊销列表的签名验证、更新等，算法非常复杂，无疑使得数字接口芯片的 规模增大，造成成本增加。另一方面，由于现有数字接口采用全硬件实现，也没有一种有效、 可行的数据传输方法来保证数字内容传输的完整性和安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的数字接口数据传输系统采用全硬件实 现导致数字接口芯片开发规模大、成本高的不足，提出一种新型的数据传输系统；此外，为 了保证数字内容传输的完整性和安全性，本发明还提出了一种数据传输方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种基于数字接口的数据传输系 统，包括发送端硬件模块、发送端软件模块、接收端硬件模块、接收端软件模块；发送端硬 件模块连接接收端硬件模块，所述发送端硬件模块与发送端软件模块通过第一总线结构连 接，所述接收端硬件模块与接收端软件模块通过第二总线结构连接；所述接收端硬件模块 中嵌入有软件命令寄存器模块和接口命令寄存器模块；所述发送端软件模块、接收端软件 模块具体设备认证、信息收集、系统完整性维护的功能；所述发送端硬件模块、接收端硬件 模块用于作为数字内容传输通道；所述软件命令寄存器模块、接口命令寄存器模块用于控 制各个模块之间的数据交互。
所述软件命令寄存器模块包括8个标志位，分别为TSR位、TSW位、RS位、TS位 及4个预留标志位；所述TSR位在接收端软件模块写入第一段消息内容后置1，提示发送端 软件模块读取，读取完毕后发送端软件模块将该位清0，提示接收端软件模块可以继续写入 本条消息内容；所述TSW位在发送端软件模块写入第一段消息内容后置1，提示接收端软件 模块可以读取，读取完毕后接收端软件将该位清0，提示发送端软件模块可以继续写入本条 消息内容；所述RS位在发送端软件模块读取接收端软件模块的消息内容时置1，提示接收 端软件模块继续写入本条消息内容，本条消息内容写入完毕后接收端软件模块将该位清0 ； 所述TS位在发送端软件模块有消息内容发送给接收端软件模块时置1，本条消息内容发送 完毕后，发送端软件模块将该位清0。所述接口命令寄存器模块包括8个标志位，分别为THR位、T冊位、RH位、TH位、 FR位、RE位及2个预留标志位；所述THR位在发送端硬件模块读取接收端硬件模块发送 的第一段消息内容时置1，读取完毕后清0，提示接收端硬件模块可以继续写入本条消息内 容；所述THW位在发送端硬件模块写入第一段消息内容时置1，接收端硬件模块读取完毕后 清0，提示发送端硬件模块可以继续写入本条消息内容；所述RH位在发送端硬件模块准备 读取接收端硬件模块的消息内容时置1，提示接收端硬件模块写入消息内容，一条完整的消 息内容写入完毕后接收端硬件模块将该位清0;所述TH位在发送端硬件模块有消息内容 发送给接收端硬件模块时置1，一条完整的消息内容写入完毕后，发送端硬件模块将该位清 0 ；所述FR位在接口空闲时置0，非空闲时置1 ；所述RE位在接口复位有效时置1，无效时置 O0一种基于数字接口的数据传输方法，包括以下步骤a.发送端软件模块向接收端软件模块写消息 al.发送端软件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则 执行步骤a2，否则返回步骤al ；a2.发送端软件模块将软件命令寄存器模块中的TS位置1，再将消息内容打包放 入接收端硬件模块的数据存储区中，写入完成后设置TSW = 1 ；a3.接收端软件模块检测到TS = 1，读取数据存储区中的消息内容，读取完毕后设 置 TSW = 0 ；a4.发送端软件模块检测到TSW = 0，判断本条消息内容是否传输完毕，是则设置 TS = 0，否则继续向接收端软件模块写入消息内容，写入完毕后设置TSW = 1 ；a5.接收端软件模块检测到TS = 0，则执行其它流程，否则继续读取数据存储区中 的消息内容，读取完毕后设置TSW = 0 ；a6.循环执行步骤al至a5，直至一条完整的消息内容传输完毕；b.发送端软件模块从接收端软件模块读信息bl.发送端软件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则 执行步骤b2，否则返回步骤bl ；b2.发送端软件模块将软件命令寄存器模块中的RS位置1，同时周期性查询接口 命令寄存器模块中的TSR位当前状态；b3.接收端软件模块检测到RS = 1，将消息内容打包放入接收端硬件模块的数据 存储区中，并设置TSR = 1，若本条消息内容一次性写入完毕，则设置RS = 0 ；否则保持RS位不变，周期性查询TSR位是否变为0，准备继续写入；b4.发送端软件模块检测到TSR= 1，读取接收端硬件模块的数据存储区中的消息 内容，读取完毕设置TSR = 0，同时查询RS位当前状态，若RS = 0，表示本条消息内容已经 传输完毕，则执行其它流程；否则周期性查询TSR位的变化，准备继续读取；b5.循环执行步骤bl至b4，直至一条完整的消息内容读取完毕；c.发送端硬件模块向接收端硬件模块写消息cl.发送端硬件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则 执行步骤c2，否则返回步骤cl ；c2.发送端硬件模块设置接口命令寄存器模块中的TH位为1，将消息内容打包放 入接收端硬件模块的数据存储区中，写入完成后设置THW = 1，并继续周期性查询THW位是 否变为0 ；c3.接收端硬件模块检测到TH= 1，则读取数据存储区中的消息内容，读取完毕后 设置THW = 0，并继续周期性查询TH、THW的值；c4.发送端硬件模块检测到THW = 0，若本条消息内容传输完毕，则设置TH = 0，否 则继续写入消息内容，写入完毕后，再次设置THW = 1 ；c5.接收端硬件模块检测到TH = 0，则执行其他流程，否则继续读取数据存储区中 的消息内容，读取完毕再次设置THW = 0 ；c6.循环执行步骤cl至c5，直至一条完整的消息内容传输完毕；d.发送端硬件模块从接收端硬件模块读消息dl.发送端硬件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则 执行步骤d2，否则返回步骤dl ；d2.发送端硬件模块设置接口命令寄存器模块中的RH位为1，同时周期性查询THR 位的状态；d3.接收端硬件模块检测到RH = 1，将消息内容打包放入数据存储区中，并设置 THR = 1 ；若本条消息内容一次性写入完毕，则设置RH = 0 ；否则保持RH位不变，并周期性 查询THR位是否变为0，准备继续写入；d4.发送端硬件模块检测到THR= 1，读取接收端硬件模块中的数据存储区中的消 息内容，读取完毕设置THR = 0 ；同时查询RH位的状态，若RH = 0，则执行其它流程；否则周 期性查询THR位的变化，准备继续读取；d5.循环执行步骤dl至d4，直至一条完整的消息内容读取完毕。本发明的有益效果是将原数字接口芯片中的算法复杂、繁琐的硬件功能模块采 用软件实现，而接口本身只作为数据传输通道，有效降低了成本；并且通过构建软件命令寄 存器模块和接口命令寄存器模块，对数据的传输进行控制，增强了数据传输的完整性和安 全性。
图1为本发明的数据传输系统示意图。图中，1为第一总线结构，2为第二总线结构。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。本发明针对现有的数字接口数据传输系统采用全硬件实现导致数字接口芯片开 发规模大、成本高的不足，提出一种新型的数据传输系统；此外，为了保证数字内容传输的 完整性和安全性，本发明还提出了一种数据传输方法。相对于传统技术，本发明的改进点在 于改变了原数字接口芯片中的全硬件结构，而采用软件模块与硬件模块相结合的方式，其 中软件模块承担设备认证、信息收集、系统完整性维护等算法复杂、占用资源较大的功能， 而硬件模块只是作为数字内容传输通道；并构建了软件命令寄存器模块和接口命令寄存器 模块，对数据的传输进行控制，增强了数据传输的完整性和安全性。实施例如图1所示，本例中的数据传输系统，包括发送端硬件模块、发送端软件模块、接 收端硬件模块、接收端软件模块；发送端硬件模块连接接收端硬件模块，所述发送端硬件模 块与发送端软件模块通过第一总线结构1连接，所述接收端硬件模块与接收端软件模块通 过第二总线结构2连接；所述接收端硬件模块中嵌入有软件命令寄存器模块和接口命令寄 存器模块；所述发送端软件模块、接收端软件模块具体设备认证、信息收集、系统完整性维 护的功能；所述发送端硬件模块、接收端硬件模块用于作为数字内容传输通道；所述软件 命令寄存器模块、接口命令寄存器模块用于控制各个模块之间的数据交互。软件命令寄存器模块包括8个标志位，分别为TSR位、TSW位、RS位、TS位及4个 预留标志位；所述TSR位在接收端软件模块写入第一段消息内容后置1，提示发送端软件模 块读取，读取完毕后发送端软件模块将该位清0，提示接收端软件模块可以继续写入本条消 息内容；所述TSW位在发送端软件模块写入第一段消息内容后置1，提示接收端软件模块可 以读取，读取完毕后接收端软件将该位清0，提示发送端软件模块可以继续写入本条消息内 容；所述RS位在发送端软件模块读取接收端软件模块的消息内容时置1，提示接收端软件 模块继续写入本条消息内容，本条消息内容写入完毕后接收端软件模块将该位清0 ；所述 TS位在发送端软件模块有消息内容发送给接收端软件模块时置1，本条消息内容发送完毕 后，发送端软件模块将该位清0。接口命令寄存器模块包括8个标志位，分别为THR位、THW位、RH位、TH位、FR位、 RE位及2个预留标志位；所述THR位在发送端硬件模块读取接收端硬件模块发送的第一段 消息内容时置1，读取完毕后清0，提示接收端硬件模块可以继续写入本条消息内容；所述 THW位在发送端硬件模块写入第一段消息内容时置1，接收端硬件模块读取完毕后清0，提 示发送端硬件模块可以继续写入本条消息内容；所述RH位在发送端硬件模块准备读取接 收端硬件模块的消息内容时置1，提示接收端硬件模块写入消息内容，一条完整的消息内容 写入完毕后接收端硬件模块将该位清0 ；所述TH位在发送端硬件模块有消息内容发送给接 收端硬件模块时置1，一条完整的消息内容写入完毕后，发送端硬件模块将该位清0 ；所述 FR位在接口空闲时置0，非空闲时置1 ；所述RE位在接口复位有效时置1，无效时置0。下面具体阐述各模块之间的交互流程—种基于数字接口的数据传输方法，包括以下步骤a.发送端软件模块向接收端软件模块写消息al.发送端软件模块查询接口命令寄存器模块的FR位，若FR = 0，执行步骤a2，否则返回步骤al ；a2.发送端软件模块设置软件命令寄存器模块的TS位，将消息内容打包放入接收 端硬件模块的数据存储区，写入完成后设置TSW = 1 ；继续周期性查询TSW位是否变为0 ；a3.接收端软件模块检测到TS = 1，读取数据存储区，读取完毕后设置后TSW = 0， 继续周期性查询TS、TSff的值；a4.发送端软件模块检测到TSW = 0，若本条消息内容传输完毕，设置TS = 0，否则 继续写入消息内容，写入完毕后，再次设置TSW = 1 ；a5.接收端软件模块检测到TS = 0，表示本条消息内容传输完毕，执行其他流程， 否则继续读取数据存储区，读取完毕再次设置TSW = 0 ；a6.发送端软件模块与接收端软件模块循环执行上述流程直到一条完整的消息内 容传输完毕。b.发送端软件模块从接收端软件模块读信息bl.发送端软件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则 执行步骤b2，否则返回步骤bl ；b2.发送端软件模块将软件命令寄存器模块中的RS位置1，同时周期性查询接口 命令寄存器模块中的TSR位当前状态；b3.接收端软件模块检测到RS = 1，将消息内容打包放入接收端硬件模块的数据 存储区中，并设置TSR = 1，若本条消息内容一次性写入完毕，则设置RS = 0 ；否则保持RS 位不变，周期性查询TSR位是否变为0，准备继续写入；b4.发送端软件模块检测到TSR= 1，读取接收端硬件模块的数据存储区中的消息 内容，读取完毕设置TSR = 0，同时查询RS位当前状态，若RS = 0，表示本条消息内容已经 传输完毕，则执行其它流程；否则周期性查询TSR位的变化，准备继续读取；b5.循环执行步骤bl至b4，直至一条完整的消息内容读取完毕；c.发送端硬件模块向接收端硬件模块写消息cl.发送端硬件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则 执行步骤c2，否则返回步骤cl ；c2.发送端硬件模块设置接口命令寄存器模块中的TH位为1，将消息内容打包放 入接收端硬件模块的数据存储区中，写入完成后设置THW = 1，并继续周期性查询THW位是 否变为0 ；c3.接收端硬件模块检测到TH= 1，则读取数据存储区中的消息内容，读取完毕后 设置THW = 0，并继续周期性查询TH、THW的值；c4.发送端硬件模块检测到THW = 0，若本条消息内容传输完毕，则设置TH = 0，否 则继续写入消息内容，写入完毕后，再次设置THW = 1 ；c5.接收端硬件模块检测到TH = 0，则执行其他流程，否则继续读取数据存储区中 的消息内容，读取完毕再次设置THW = 0 ；c6.循环执行步骤cl至c5，直至一条完整的消息内容传输完毕；d.发送端硬件模块从接收端硬件模块读消息dl.发送端硬件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则执行步骤d2，否则返回步骤dl ；d2.发送端硬件模块设置接口命令寄存器模块中的RH位为1，同时周期性查询THR 位的状态；d3.接收端硬件模块检测到RH = 1，将消息内容打包放入数据存储区中，并设置 THR = 1 ；若本条消息内容一次性写入完毕，则设置RH = 0 ；否则保持RH位不变，并周期性 查询THR位是否变为0，准备继续写入；d4.发送端硬件模块检测到THR= 1，读取接收端硬件模块中的数据存储区中的消 息内容，读取完毕设置THR = 0 ；同时查询RH位的状态，若RH = 0，则执行其它流程；否则周 期性查询THR位的变化，准备继续读取；d5.循环执行步骤dl至d4，直至一条完整的消息内容读取完毕。
权利要求
一种基于数字接口的数据传输系统，其特征在于包括发送端硬件模块、发送端软件模块、接收端硬件模块、接收端软件模块；发送端硬件模块连接接收端硬件模块，所述发送端硬件模块与发送端软件模块通过第一总线结构连接，所述接收端硬件模块与接收端软件模块通过第二总线结构连接；所述接收端硬件模块中嵌入有软件命令寄存器模块和接口命令寄存器模块；所述发送端软件模块、接收端软件模块具备设备认证、信息收集、系统完整性维护的功能；所述发送端硬件模块、接收端硬件模块用于作为数字内容传输通道；所述软件命令寄存器模块、接口命令寄存器模块用于控制各个模块之间的数据交互。
2.如权利要求1所述的一种基于数字接口的数据传输系统，其特征在于所述软件命 令寄存器模块包括8个标志位，分别为TSR位、TSW位、RS位、TS位及4个预留标志位；所述 TSR位在接收端软件模块写入第一段消息内容后置1，提示发送端软件模块读取，读取完毕 后发送端软件模块将该位清0，提示接收端软件模块可以继续写入本条消息内容；所述TSW 位在发送端软件模块写入第一段消息内容后置1，提示接收端软件模块可以读取，读取完毕 后接收端软件模块将该位清0，提示发送端软件模块可以继续写入本条消息内容；所述RS 位在发送端软件模块读取接收端软件模块的消息内容时置1，提示接收端软件模块继续写 入本条消息内容，本条消息内容写入完毕后接收端软件模块将该位清0;所述TS位在发送 端软件模块有消息内容发送给接收端软件模块时置1，本条消息内容发送完毕后，发送端软 件模块将该位清0。
3.如权利要求1所述的一种基于数字接口的数据传输系统，其特征在于所述接口命 令寄存器模块包括8个标志位，分别为THR位、THW位、RH位、TH位、FR位、RE位及2个预 留标志位；所述THR位在发送端硬件模块读取接收端硬件模块发送的第一段消息内容时置 1，读取完毕后清0，提示接收端硬件模块可以继续写入本条消息内容；所述THW位在发送端 硬件模块写入第一段消息内容后置1，接收端硬件模块读取完毕后清0，提示发送端硬件模 块可以继续写入本条消息内容；所述RH位在发送端硬件模块准备读取接收端硬件模块的 消息内容时置1，提示接收端硬件模块写入消息内容，一条完整的消息内容写入完毕后接收 端硬件模块将该位清0;所述TH位在发送端硬件模块有消息内容发送给接收端硬件模块时 置1，一条完整的消息内容写入完毕后，发送端硬件模块将该位清0 ；所述FR位在接口空闲 时置0，非空闲时置1 ；所述RE位在接口复位有效时置1，无效时置0。
4.一种基于数字接口的数据传输方法，其特征在于包括以下步骤 a.发送端软件模块向接收端软件模块写消息al.发送端软件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则执行 步骤a2，否则返回步骤al ；a2.发送端软件模块将软件命令寄存器模块中的TS位置1，再将消息内容打包放入接 收端硬件模块的数据存储区中，写入完成后设置TSW = 1 ；a3.接收端软件模块检测到TS = 1，读取数据存储区中的消息内容，读取完毕后设置 TSff = 0 ；a4.发送端软件模块检测到TSW = 0，判断本条消息内容是否传输完毕，是则设置TS = 0，否则继续向接收端软件模块写入消息内容，写入完毕后设置TSW = 1 ；a5.接收端软件模块检测到TS = 0，则执行其它流程，否则继续读取数据存储区中的消 息内容，读取完毕后设置TSW = 0 ；a6.循环执行步骤al至a5，直至一条完整的消息内容传输完毕；b.发送端软件模块从接收端软件模块读信息bl.发送端软件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则执行 步骤b2，否则返回步骤bl ；b2.发送端软件模块将软件命令寄存器模块中的RS位置1，同时周期性查询接口命令 寄存器模块中的TSR位当前状态；b3.接收端软件模块检测到RS= 1，将消息内容打包放入接收端硬件模块的数据存储 区中，并设置TSR = 1，若本条消息内容一次性写入完毕，则设置RS = 0 ；否则保持RS位不 变，周期性查询TSR位是否变为0，准备继续写入；b4.发送端软件模块检测到TSR = 1，读取接收端硬件模块的数据存储区中的消息内 容，读取完毕设置TSR = 0，同时查询RS位当前状态，若RS = 0，表示本条消息内容已经传 输完毕，则执行其它流程；否则周期性查询TSR位的变化，准备继续读取； b5.循环执行步骤bl至b4，直至一条完整的消息内容读取完毕；c.发送端硬件模块向接收端硬件模块写消息cl.发送端硬件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则执行 步骤c2，否则返回步骤cl ；c2.发送端硬件模块设置接口命令寄存器模块中的TH位为1，将消息内容打包放入接 收端硬件模块的数据存储区中，写入完成后设置THW = 1，并继续周期性查询THW位是否变 为0;c3.接收端硬件模块检测到TH= 1，则读取数据存储区中的消息内容，读取完毕后设置 THW = 0,并继续周期性查询TH、THW的值；c4.发送端硬件模块检测到THW = 0，若本条消息内容传输完毕，则设置TH = 0，否则继 续写入消息内容，写入完毕后，再次设置THW = 1 ；c5.接收端硬件模块检测到TH = 0，则执行其他流程，否则继续读取数据存储区中的消 息内容，读取完毕再次设置THW = 0 ；c6.循环执行步骤cl至c5，直至一条完整的消息内容传输完毕；d.发送端硬件模块从接收端硬件模块读消息dl.发送端硬件模块查询接口命令寄存器模块中的FR位当前状态，若FR = 0，则执行 步骤d2，否则返回步骤dl ；d2.发送端硬件模块设置接口命令寄存器模块中的RH位为1，同时周期性查询THR位 的状态；d3.接收端硬件模块检测到RH= 1，将消息内容打包放入数据存储区中，并设置THR = 1 ；若本条消息内容一次性写入完毕，则设置RH = O ；否则保持RH位不变，并周期性查询THR 位是否变为0，准备继续写入；d4.发送端硬件模块检测到THR= 1，读取接收端硬件模块中的数据存储区中的消息内 容，读取完毕设置THR = O ；同时查询RH位的状态，若RH = 0，则执行其它流程；否则周期性 查询THR位的变化，准备继续读取；d5.循环执行步骤dl至d4，直至一条完整的消息内容读取完毕。
全文摘要
本发明涉及数字接口芯片，其针对现有的数字接口数据传输系统采用全硬件实现导致数字接口芯片开发规模大、成本高的不足，提出一种新型的数据传输系统；此外，为了保证数字内容传输的完整性和安全性，本发明还提出了一种数据传输方法。其技术方案的要点可概括为改变了原数字接口芯片中的全硬件结构，而采用软件模块与硬件模块相结合的方式，其中软件模块承担设备认证、信息收集、系统完整性维护等算法复杂、占用资源较大的功能，而硬件模块只是作为数字内容传输通道；并构建了软件命令寄存器和接口命令寄存器，对数据的传输进行控制。本发明有效降低了数字接口芯片的成本，也保证了数据传输的完整性和安全性。
文档编号H04L29/06GK101958936SQ201010288910
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者刘贤洪, 康红娟 申请人:四川长虹电器股份有限公司