一种用于可信签章的毫米级超微型计算机的制作方法

本发明涉及微型计算机技术领域，特别涉及一种用于可信签章的毫米级超微型计算机。

背景技术：

伴随着半导体制造工艺的发展，计算机变得越来越小。现利用当前先进的22纳米或14纳米工艺，可在100微米见方的硅片上集成数十万个晶体管，并同时能够将能耗控制在微瓦每兆赫兹这个量级内，这使得只有毫米大小却具备90年代x86电脑性能的超微型智能设备的出现成为可能。

现有签章主要分为实体签章(比如印章、签名等)和电子签章(比如电子文档中的电子签名)，而实体签章伪造容易，电子签章仅对电子文档起到保护左右，无法与实物绑定，即无法用于实体文件的防伪。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于可信签章的毫米级超微型计算机，该毫米级超微型计算机内部署加密与电子签名软件，能够使实体签章与电子签章相结合，实现签名无法篡改与破坏。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于可信签章的毫米级超微型计算机，所述毫米级超微型计算机被附着于文件的表面上或者嵌入在所述文件的夹层中；所述文件上带有签章信息；所述毫米级超微型计算机包括处理器、非易失性存储器、供电与通信模块、以及模拟电路模块；所述处理器采用risc-v开源指令集架构和2级流水线架构；所述2级流水线架构包括取指+译码形式和执行+回写形式；所述非易失性存储器内存储实现非对称性加密与散列算法的程序；所述处理器的主频在50mhz以内；所述供电与通信模块包括微型光电检测器、光伏单元和led单元；

所述光伏单元用于接收外部可见光源，并将所述外部可见光源转化为电能，为所述毫米级超微型计算机供电；

所述光电检测器将接收到的外部激光发射的光信号转换成电信号，并将所述电信号发送至所述模拟电路模块，经过所述模拟电路模块解析后传输到所述处理器；

所述处理器接收到所述模拟电路模块传输的激励信号后，执行所述非易失性储存器存储的程序，并将计算结果传输至所述模拟电路模块；

所述模拟电路模块将接收到的所述计算结果调制处理，生成连续电信号，并将所述连续电信号传导至所述led单元，经过所述led单元调制后发射光信号，实现所述计算结果的对外输出。

可选的，所述毫米级超微型计算机的最大面面积为1毫米见方，所述毫米级超微型计算机的厚度小于0.5毫米。

可选的，所述处理器包括时钟电路、指令寄存器、计数电路、指令缓存寄存器、数据缓冲寄存器；

所述取指是通过所述指令寄存器和所述计数电路实现，在一个时钟高电平到来时，从所述指令缓存寄存器中读取指令并传输至所述指令寄存器，所述取指完成后，进行译码操作；所述译码操作是针对所述指令寄存器中的数据不同，确定不同的源操作数，并把所述源操作数读取到对应的所述指令寄存器中；在下一个时钟高电平到来时，开始执行所述指令寄存器内的指令，并将执行结果回写到指定的所述数据缓冲寄存器中。

可选的，所述处理器还包括可休眠电源管理单元；所述可休眠电源管理单元包括三种模型，分别为运行模式、等待模式、睡眠模式

可选的，所述可休眠电源管理单元包括低频时钟发生器、数据备份寄存器、重置单元以及电源管理单元；所述低频时钟发生器在睡眠模式下的运行；所述数据备份寄存器用于存储在睡眠前所述处理器中数据缓冲寄存器存储的数据；所述重置单元用于清空所有的状态，包括所述数备份寄存器中的内容；所述电源管理单元用于管理当前的状态，支持所述运行模式、所述等待模式、所述睡眠模式之间的转换。

可选的，所述非易失性存储器的大小为0.4平方毫米；所述非易失性存储器的空间为1mb。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种用于可信签章的毫米级超微型计算机，该包括处理器、非易失性存储器、供电与通信模块、以及模拟电路模块；所述处理器采用risc-v开源指令集架构和2级流水线架构；所述2级流水线架构包括取指+译码形式和执行+回写形式；所述非易失性存储器内存储实现非对称性加密与散列算法的程序；所述处理器的主频在50mhz以内；所述供电与通信模块包括微型光电检测器、光伏单元和led单元；所述光伏单元用于接收外部可见光源，并将所述外部可见光源转化为电能，为所述毫米级超微型计算机供电；所述光电检测器将接收到的外部激光发射的光信号转换成电信号，并将所述电信号发送至所述模拟电路模块，经过所述模拟电路模块解析后传输到所述处理器；所述处理器接收到所述模拟电路模块传输的激励信号后，执行所述非易失性储存器存储的程序，并将计算结果传输至所述模拟电路模块；所述模拟电路模块将接收到的所述计算结果调制处理，生成连续电信号，并将所述连续电信号传导至所述led单元，经过所述led单元调制后发射光信号，实现所述计算结果的对外输出。本发明提供的微型计算机体积小，计算能力强，应用本发明微型计算机能够将使实体签章与电子签章相结合，实现签名无法篡改与破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例用于可信签章的毫米级超微型计算机的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

半导体产业的发展使得在毫米大小的区域集成数十万个晶体管，实现媲美90年代x86电脑的计算水平。在这样的背景下，本发明提出一种用于可信签章的毫米级超微型计算机，该毫米级超微型计算机内部署加密与电子签名软件，能够使实体签章与电子签章相结合，实现签名无法篡改与破坏。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例用于可信签章的毫米级超微型计算机的结构框图。

本发明实施例提供的一种可用于可信签章、产品防伪的毫米级超微型计算机被附着于文件的表面上或者嵌入在文件的夹层中；毫米级超微型计算机内置非对称性加密与散列算法，对文件的签章信息进行安全存储，并与外部读写设备交互以传递签章信息。

所述毫米级超微型计算机的最大面面积为1毫米见方，所述毫米级超微型计算机的厚度小于0.5毫米，所述毫米级超微型计算机的集成数十万个晶体管。

如图1所示，该毫米级超微型计算机包括处理器101(cpu)、非易失性存储器102、供电与通信模块103、模拟电路模块104以及管脚模块105。

处理器101

处理器101的主频在50mhz以内；采取arm或risc-v开源指令集(可参考pulpino或freedom)。优选的，本发明实施例通过使用时钟发生器实现时钟电路，进而控制处理器101的主频在50mhz以内。

处理器101不仅采用arm或risc-v开源指令集架构，采用2级流水线架构；所述2级流水线架构包括取指+译码形式和执行+回写形式；所述处理器101还使用明确的静态分支预测方法。

所述处理器101包括时钟电路、指令寄存器、计数电路、指令缓存寄存器、数据缓冲寄存器；取指是通过指令寄存器和计数电路实现，每一个时钟高电平到来时，从指令缓存寄存器中读取指令至指令寄存器。取指完成后，进行译码，译码即针对指令寄存器中的数据不同，确定不同的源操作数(比如add指令需要用到两个源操作数)，并把操作数读取到对应的指令寄存器中，直至下一个时钟高电平到来时，开始执行指令，开始执行所述指令寄存器内的指令，并将执行结果回写到指定的所述数据缓冲寄存器中。

处理器101中还包括可休眠电源管理(aon)单元。该可休眠电源管理单元支持3种模式，分别是运行模式、等待模式、睡眠模式。可休眠电源管理单元包含一个低频时钟发生器，用于支持在睡眠模式下的运行；一个数据备份寄存器，用于存储在睡眠前处理器101中数据缓冲寄存器存储的数据，在被唤醒后能恢复处理器101的工作；一个重置单元，用于清空所有的状态，包括数备份寄存器中的内容；一个电源管理单元，用于管理当前的状态，支持从运行模式、等待模式、睡眠模式3者之间的转换。

非易失性存储器102

非易失性存储器102内存储实现非对称性加密与散列算法的程序，非易失性存储器102的大小约0.4平方毫米，空间约1mbmram/flash非易失性存储(参考工艺gf22fdxemram)。

优选的，所述毫米级超微型计算机还包括sram。

供电与通信模块103

供电与通信模块103包含微型光电检测器、光伏单元与led单元。

通过光伏单元接收外部可见光源，并将光转化为电能为毫米级超微型计算机供电。

光电检测器接收外部激光发射的光信号，并转换成电信号，经过模拟电路模块104解析后传输至处理器101。所述处理器101接收到所述模拟电路模块104传输的激励信号后，执行所述非易失性储存器102存储的程序，并将计算结果传输至所述模拟电路模块104；所述模拟电路模块104将接收到的所述计算结果调制处理，生成连续电信号，并将所述连续电信号传导至所述led单元，经过所述led单元调制后发射光信号，实现所述计算结果的对外输出。

本发明提供的毫米级超微型计算机的处理器主频在50mhz内，性能堪比90年代486电脑，但每兆赫兹能耗可以控制在1～10微瓦。该毫米级超微型计算机自身不包含电池，通过可见光由外部设备激发供电和通信，减小体积。目前市场上还没有毫米级的包含通用处理器的超微型计算机。

本发明提供的毫米级超微型计算机，应用在可信签章领域具有以下重要优势：

第一，基于光通信，信号传输速率高，签章操作完成快；

第二，毫米级超微型计算机尺寸小，同时具备主频高至50mhz的处理器，计算能力强；

第三，毫米级超微型计算机采用1mb的非易失性存储器，断电后仍可保存数据。

第四，毫米级超微型计算机采用供电与通信模块，可在500*500微米的空间内集成光伏、光电转换与电光转换、输出等操作；

第五，毫米级超微型计算机的处理器依托risc-v指令集架构、2级流水线架构以及相对较低的主频，以减少毫米级超微型计算机的功耗和面积；

第六，通过减少存储容量的方式，以减小芯片的占用面积。

本发明可以为各类文件、证书、票据赋予一个无法复制、破坏、篡改的签章，保障文件、证书、票据真实可信。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。