随机数芯片开发模块的制作方法

本技术涉及随机数发生模块开发领域，尤其涉及一种随机数芯片开发模块。

背景技术：

1、随机数芯片产生的随机数可用作加密技术中的密钥，密钥代入加密算法能够实现数据加解密。随机数芯片应用至不同终端场景时，需要在单片机针对具体功能需求预先开发相应的控制指令，现有技术暂未公开随机数芯片开发的相关模块。

2、此外，由于量子加密技术具有绝对安全特性，成为未来网络安全的保护壁垒。国产芯片的安全性和可控性较高，因此非常有必要基于国产芯片开发量子随机数芯片的相关功能，开发完成的量子随机数芯片被用于终端数据加密时，加密数据无法被破译，能够充分保证数据存储、传输安全。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种随机数芯片开发模块。

2、本实用新型提供的随机数芯片开发模块，包括gd32单片机和随机数芯片，所述gd32单片机和所述随机数芯片基于i2c接口和spi接口通讯；其中，所述i2c接口用于传输指令，所述spi接口用于传输所述随机数芯片生成的随机数。

3、优选的，定义所述gd32单片机的pb9引脚和pb8引脚分别为i2c数据引脚和i2c时钟引脚，所述i2c数据引脚与所述随机数芯片的i2c_sda引脚连接，所述i2c时钟引脚与所述随机数芯片的i2c_clk引脚连接；定义所述gd32单片机的pb15引脚、pb13引脚、pb12引脚分别为spi主机输出引脚、spi时钟引脚、spi片选引脚，所述spi主机输出引脚与所述随机数芯片的spi_mosi引脚连接，所述spi时钟引脚与所述随机数芯片的spi_clk引脚连接，所述spi片选引脚与所述随机数芯片的spi_ssb引脚连接。

4、优选的，所述i2c_sda引脚和所述i2c_clk引脚分别经上拉电阻r11、r12连接vcc3.3电源；所述spi_ssb引脚经上拉电阻r13连接vcc3.3电源；其中，所述r11、所述r12和所述r13均为4.7kω。

5、优选的，还包括jtag调试接口；定义所述gd32单片机的pa14引脚、pa13引脚分别为测试时钟输入引脚、测试模式选择引脚，所述测试时钟输入引脚与所述调试接口的jtck/swclk引脚连接，所述测试模式选择引脚与所述调试接口的jtms/swdio引脚连接；所述gd32单片机的复位引脚与所述调试接口的reset引脚连接。

6、优选的，还包括两通路rs232接口芯片；定义所述gd32单片机的pa9引脚和pa2引脚为rs232数据发送引脚，所述gd32单片机的pa10引脚和pa3引脚为rs232数据接收引脚，各所述232数据发送引脚分别经稳压电阻连接所述两通路rs232接口芯片的din2和din1引脚，各所述232数据接收引脚分别经稳压电阻连接所述两通路rs232接口芯片的rout2和rout1引脚。

7、优选的，还包括供电模块，所述供电模块进一步包括type c连接器；定义所述gd32单片机的pa11引脚和pa12引脚分别为usb差分负极引脚和usb差分正极引脚，所述usb差分正极引脚与所述type c连接器的dp1引脚和dp2引脚连接，所述usb差分负极引脚与所述type c连接器dn1引脚和dn2引脚连接；所述type c连接器的配置通道引脚经串联电阻接地。

8、优选的，所述供电模块还包括pct自恢复单元和3.3v稳压芯片；所述type c连接器的总线电源引脚经所述pct自恢复单元连接所述3.3v稳压芯片的输入引脚。

9、优选的，还包括eeprom存储模块；定义所述gd32单片机的pb11引脚、pb10引脚分别为i2c数据引脚和i2c时钟引脚，所述eeprom存储模块和所述gd32单片机基于i2c协议通讯。

10、优选的，还包括wifi无线通讯接口和oled液晶接口。

11、优选的，所述随机数芯片为量子随机数芯片。

12、本实用新型提供的随机数芯片开发模块的有益效果为：

13、(1)包括gd32单片机和随机数芯片，所述gd32单片机和所述随机数芯片基于i2c接口和spi接口通讯；其中，所述i2c接口用于传输指令，所述spi接口用于传输所述随机数芯片生成的随机数，能够合理利用硬件资源，防止i2c通讯和spi通讯共用硬件资源，保证随机数数据高速传输，使得本随机数芯片开发模块性能优异。

14、(2)基于国产单片机开发量子随机数芯片，实现国产芯片设计自主可控，应用本芯片终端加密的数据无惧破译，有力保障国人数据安全。

技术特征：

1.一种随机数芯片开发模块，其特征在于，包括gd32单片机和随机数芯片，所述gd32单片机和所述随机数芯片基于i2c接口和spi接口通讯；

2.根据权利要求1所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，定义所述gd32单片机的pb9引脚和pb8引脚分别为i2c数据引脚和i2c时钟引脚，所述i2c数据引脚与所述随机数芯片的i2c_sda引脚连接，所述i2c时钟引脚与所述随机数芯片的i2c_clk引脚连接；

3.根据权利要求2所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，所述i2c_sda引脚和所述i2c_clk引脚分别经上拉电阻r11、r12连接vcc3.3电源；

4.根据权利要求1所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，还包括jtag调试接口；

5.根据权利要求1所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，还包括两通路rs232接口芯片；

6.根据权利要求1所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块进一步包括type c连接器；

7.根据权利要求6所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，所述供电模块还包括pct自恢复单元和3.3v稳压芯片；

8.根据权利要求1所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，还包括eeprom存储模块；

9.根据权利要求1所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，还包括wifi无线通讯接口和oled液晶接口。

10.根据权利要求1至9任一项所述的随机数芯片开发模块，其特征在于，所述随机数芯片为量子随机数芯片。

技术总结
本技术提供了一种随机数芯片开发模块，设置GD32单片机和随机数芯片基于I2C接口和SPI接口通讯，I2C接口用于传输指令，SPI接口用于传输随机数，该种设置方式能够合理利用硬件资源，防止I2C通讯和SPI通讯共用硬件资源，保证随机数数据高速传输，使得本随机数芯片开发模块性能优异。

技术研发人员：范犇,田阳柱,徐红星
受保护的技术使用者：长江量子（武汉）科技有限公司
技术研发日：20230912
技术公布日：2024/4/7