安全隔离卡的制作方法

1.本实用新型属于电子通信设备领域，特别涉及一种安全隔离卡。


背景技术：

2.网卡(也被称为网络适配器)是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件。由于其拥有mac地址，因此属于 osi模型的第2层。它使得用户可以通过电缆或无线相互连接。每一个网卡都有一个被称为mac地址的独一无二的48位串行号，它被写在卡上的一块rom中。
3.但是随着网络产品的日益普及，人们对传输性能和安全有了更高的要求。安全性在军工、科研院所等机构已经成为网络硬件产品数据传输的一个重要衡量指标。目前市面上典型的硬件传输产品网卡不具备对传输数据的加密保护。部分类似产品即使能对传输数据进行加密，但也照成了网卡传输率的大打折扣。某些依靠软件来实现数据传输前的加密，又缺乏硬件本身加密的独立性和高效性。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种新的安全隔离卡。
5.本实用新型具体技术方案如下：
6.本实用新型提供一种安全隔离卡，包括基础板，所述基础板上板载有功能芯片，所述功能芯片包括控制芯片u1，所述控制芯片u1连接有插槽j1，所述控制芯片u1通过所述插槽j1与主板连接；所述功能芯片还包括通信模块和加密模块，所述加密模块通过所述通信模块与所述控制芯片双向通信；
7.所述加密模块包括加密芯片u8和第三晶振电路，加密芯片u8的 l3、m2、l2、l1、m1、k3、j3、h3引脚输出到太网收发芯片u4， k2、k1、j1、h2、j2、h1分别通过电阻r90、r91、r92、r93、r94、 r95输出到太网收发芯片u4，p4、t3、t2、t1、r3、p3、m3、n3引脚接收太网收发芯片u3的输出，r2、r1、p1、n2、p2、n1分别通过电阻r96、r97、r98、r99、r100、r101接收太网收发芯片u3的输出，p14引脚分别连接接口j5和j6，p13引脚连接接口j6，t12和r12 引脚均连接接口j5，p12引脚连接插槽j1的a11引脚，g3引脚通过电阻r83连接i2c芯片u9的5引脚，f3引脚通过电阻r82连接i2c 芯片u9的6引脚；
8.第三晶振电路包括有源晶振x3，有源晶振x3的2和4引脚均接地，1引脚分别连接u8的b12引脚以及通过电容c91接地，3引脚分别连接u3的a12引脚以及通过电容c92接地，且3引脚和1引脚之间并联有电阻r81。
9.进一步地改进，所述通信模块包括以太网收发芯片u3、u4、第一晶振电路和第二晶振电路，u3芯片的43、44、45、46、47、48、50、 51、53、54、55、56引脚均输出至加密模块，7引脚通过电阻r50输出至加密模块，8引脚分别通过电阻r48输出至加密模块，通过电阻 r46连接电压vcc3318-eth，17、18、21、22、23、24、27、28引脚分别连接控制芯片u1的49、50、52、53、54、55、57、58引脚；
10.第一晶振电路包括有源晶振x1，有源晶振x1的2和4引脚均接地，1引脚分别连接u3的33引脚以及通过电容c45接地，3引脚分别连接u3的34引脚以及通过电容c46接地；
11.u4芯片的43、44、45、46、47、48、50、51、53、54、55、56 引脚均接收加密模块的输出，7引脚通过电阻r69接收加密模块的输出，8引脚分别通过电阻r68接收加密模块的输出，通过电阻r66连接电压vcc3318-eth，17、18、21、22、23、24、27、28引脚分别连接变压器u5的12、11、9、8、6、5、3、2引脚，以及分别连接插口 j2的a8、a7、a5、a4、a6、a3、a2、a1引脚，u4芯片的13引脚通过电阻r41和ledd3连接电压3v3，13引脚通过电阻r42和ledd4 连接电压3v3；
12.第二晶振电路包括有源晶振x2，有源晶振x2的2和4引脚均接地，1引脚分别连接u4的33引脚以及通过电容c70接地，3引脚分别连接u3的34引脚以及通过电容c71接地。
13.进一步地改进，所述控制芯片u1的31引脚通过电阻r45分别连接电容c43的正极、ledd6的阳极以及d7的阴极，30引脚通过电阻 r44分别连接电容c42的正极以及通过ledd5和电阻r43连接电压 v3p3-lan，33引脚通过电阻r49分别连接电容c44的正极、ledd7 的阳极以及d6的阴极，电容c42、c43、c44的负极均接地，u1的24、 23、26、25、17、16引脚分别连接插槽j1的b15、b14、a13、a14、 a11、b11引脚。
14.进一步地改进，所述功能芯片还包括与所述控制芯片u1通信的闪存芯片u2以及电压转换芯片u6和u7，u6将电压3v3转换成1v8， u7将电压3v3转换成1v0。
15.本实用新型的有益效果如下：
16.本实用新型提供一种新的安全隔离卡，该安全隔离卡不需要额外增加硬件加密模块，加密模块与普通控制芯片集成在同一块网卡上，平滑链接，且集数据传输、加密和控制于一体，无缝衔接任何对普通网卡需求的硬件环境中。
附图说明
17.图1为本实用新型安全隔离卡的结构框图；
18.图2为控制芯片u1与闪存芯片u2连接的电路图；
19.图3a-图3d为控制芯片u1的部分电路图；
20.图4为控制芯片u1与插槽j1连接的电路图；
21.图5为控制芯片u1的部分电路图；
22.图6为太网收发芯片u3的电路图；
23.图7为太网收发芯片u4的电路图；
24.图8a-图8c为电压转换芯片u6的电路图；
25.图9为电压转换芯片u7的电路图；
26.图10a-图10f为加密芯片u8的电路图；
27.图11为接口j5的电路图；
28.图12为接口j6的电路图。
具体实施方式
29.下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细说明。
30.作为一实施例，本实用新型提供一种安全隔离卡，如图1所示，包括基础板，所述基础板上板载有功能芯片，所述功能芯片包括型号为i210_at的控制芯片u1，所述控制芯片u1
连接有型号为pcie-x1 的插槽j1，所述控制芯片u1通过所述插槽j1与主板连接；所述功能芯片还包括通信模块和加密模块，所述加密模块通过所述通信模块与所述控制芯片双向通信；
31.如图10a-图12所示，所述加密模块包括加密芯片u8和第三晶振电路，加密芯片u8的l3、m2、l2、l1、m1、k3、j3、h3引脚输出到太网收发芯片u4，k2、k1、j1、h2、j2、h1分别通过电阻r90、 r91、r92、r93、r94、r95(阻值均为33r)输出到太网收发芯片u4， p4、t3、t2、t1、r3、p3、m3、n3引脚接收太网收发芯片u3的输出，r2、r1、p1、n2、p2、n1分别通过电阻r96、r97、r98、r99、 r100、r101(阻值均为33r)接收太网收发芯片u3的输出，p14引脚分别连接接口j5(型号jtag/dnp)和j6(型号dnp/ml-4p-1.25d)， p13引脚连接接口j6，t12和r12引脚均连接接口j5，p12引脚连接插槽j1的a11引脚，g3引脚通过电阻r83(阻值为33r dnf)连接 i2c芯片u9的5引脚，f3引脚通过电阻r82(阻值为33r dnf)连接 i2c芯片u9的6引脚；
32.第三晶振电路包括有源晶振x3(25mhz)，有源晶振x3的2和 4引脚均接地，1引脚分别连接u8的b12引脚以及通过电容c91(电容值为22pf-50v)接地，3引脚分别连接u3的a12引脚以及通过电容c92(电容值为22pf-50v)接地，且3引脚和1引脚之间并联有电阻r81(阻值为1m)。
33.本实施例中u8采用型号为grt-201jm的加密芯片，其内集成有加密算法，所述加密算法包括sm4 ecb 128算法和aes ecb 128算法等对称算法以及非对称算法。
34.本实用新型提供一种新的安全隔离卡，该安全隔离卡不需要额外增加硬件加密模块，加密模块与普通控制芯片集成在同一块网卡上，平滑链接，且集数据传输、加密和控制于一体，无缝衔接任何对普通网卡需求的硬件环境中。
35.如图6-图7所示，本实施例中所述通信模块包括以太网收发芯片 u3(型号为88e1512)、u4(型号为88e1512)、第一晶振电路和第二晶振电路，u3芯片的43、44、45、46、47、48、50、51、53、54、 55、56引脚均输出至加密模块，7引脚通过电阻r50(阻值为32r)输出至加密模块，8引脚分别通过电阻r48(阻值为32r)输出至加密模块，通过电阻r46(阻值为4.7k)连接电压vcc3318-eth，17、18、21、22、23、24、27、28引脚分别连接控制芯片u1的49、50、52、 53、54、55、57、58引脚；
36.第一晶振电路包括有源晶振x1(25mhz)，有源晶振x1的2和 4引脚均接地，1引脚分别连接u3的33引脚以及通过电容c45(电容值为22pf-50v)接地，3引脚分别连接u3的34引脚以及通过电容c46 (电容值为22pf-50v)接地；
37.u4芯片的43、44、45、46、47、48、50、51、53、54、55、56 引脚均接收加密模块的输出，7引脚通过电阻r69(阻值为32r)接收加密模块的输出，8引脚分别通过电阻r68(阻值为32r)接收加密模块的输出，通过电阻r66(阻值为4.7k)连接电压vcc3318-eth，17、 18、21、22、23、24、27、28引脚分别连接变压器u5(型号为 gst5009-dlf)的12、11、9、8、6、5、3、2引脚，以及分别连接插口j2(型号为rj45_no_led)的a8、a7、a5、a4、a6、a3、a2、 a1引脚，u4芯片的13引脚通过电阻r41(阻值为320r/dnp)和ledd3 (led/ylw_gen/dnp)连接电压3v3，13引脚通过电阻r42(阻值为320r/dnp)和ledd4(led/gen/dnp)连接电压3v3；
38.第二晶振电路包括有源晶振x2(25mhz)，有源晶振x2的2和 4引脚均接地，1引脚分别连接u4的33引脚以及通过电容c70(电容值为22pf-50v)接地，3引脚分别连接u3的34引脚以及通过电容c71 (电容值为22pf-50v)接地。
39.如图2-图4所示，本实施例中所述控制芯片u1的31引脚通过电阻r45(阻值为160r dnp)分别连接电容c43(电容值为0.1uf dnp) 的正极、ledd6的阳极以及d7的阴极，30引脚通过电阻r44(阻值为320r dnp)分别连接电容c42(电容值为0.1uf dnp)的正极以及通过ledd5(led/ylw_gen)和电阻r43(阻值为0r dnp)连接电压v3p3-lan，33引脚通过电阻r49(阻值为160r dnp)分别连接电容c44(电容值为0.1uf dnp)的正极、ledd7(led/gen dnp) 的阳极以及d6(led/ylw_gen dnp)的阴极，电容c42、c43、c44 的负极均接地，u1的24、23、26、25、17、16引脚分别连接插槽j1 的b15、b14、a13、a14、a11、b11引脚。
40.本实施例中当link100为低时，link1000一端为高，gen亮起，即link100为绿灯；当link1000为低时，link100一端为高， gen/ylw亮起，即link1000为黄绿灯。
41.如图2、图8a-图8c、图9所示，本实施例中所述功能芯片还包括与所述控制芯片u1通信的闪存芯片u2(型号为sst25vf040b)以及电压转换芯片u6(型号为sy8088)和u7(型号为sy8088)，u6将电压3v3转换成1v8，u7将电压3v3转换成1v0。u6和u7的基准电压均为0.6v，其中u6：8v＝(200/100+1)*0.6，u7：1.0v＝(100/150+1)*0.6 本实施例u1-u9芯片的电路不限于上述记载的，其更细致的电路，或者具有滤波等功能的电路属现有技术，如图所示，其中，u1-1-u1-4 均为u1，u8a-u8e均为u8。
42.以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。