一种基于多信道的单向数据传输设备及方法与流程

1.本技术涉及单向数据传输技术领域，尤其涉及一种基于多信道的单向数据传输设备及方法。


背景技术：

2.随着信息技术及互联网技术的发展，国家、企业及个人的数据泄露问题日益严重，对数据的保护也越来越重要。主机与主机之间的互联，就有可能造成严重的数据泄露。当互联网主机接入放有重要数据的内网主机上时，内网主机上的重要数据就有可能被互联网主机所窃取。
3.现有的防止内网数据泄露的方法主要为：发送端主机通过发送端主机接口将要单向传输的数据发送到数据发送处理芯片，数据发送处理芯片通过高速数据单向传输模块单向传入数据接收处理芯片，数据接收处理芯片通过接收端主机接口传入接收端主机。
4.但是，由于存在高速数据单向传输模块，且数据都为单向传输，使得数据发送处理芯片与高速数据单向传输模块和高速数据单向传输模块与数据接收处理芯片的接口建立都无法完成，数据发送处理芯片和数据接收处理芯片只能采用延时死等的方式，等待几秒的时间后，默认两端都已经启动成功，所以容易造成工作效率不高、数据发送和接收的不匹配及工作状态信息不同步等情况。此外，命令与数据都采用高速数据信道进行传输，命令的解析也需要消耗大量时间，造成高速数据信道带宽无法充分利用，造成传输效率不高的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于多信道的单向数据传输设备及方法，以解决上述技术问题。
6.第一方面，本技术提供了一种基于多信道的单向数据传输设备，设备包括：发送端主机接口、数据发送处理芯片、高速数据单向传输模块、低速数据单向传输模块、数据接收处理芯片和接收端主机接口；其中，发送端主机接口与数据发送处理芯片相连；数据发送处理芯片分别与高速数据单向传输模块和低速数据单向传输模块相连；高速数据单向传输模块和低速数据单向传输模块还分别与数据接收处理芯片相连；数据接收处理芯片还与接收端主机接口相连。
7.进一步地，设备还包括第一供电模块和第二供电模块；第一供电模块分别与发送端主机接口、数据发送处理芯片、高速数据单向传输模块的发送端和低速数据单向传输模块的发送端相连；第二供电模块分别与接收端主机接口、数据接收处理芯片、高速数据单向传输模块的接收端和低速数据单向传输模块的接收端相连。
8.进一步地，数据发送处理芯片包括数据发送状态指示灯；数据接收处理芯片包括数据接收状态指示灯和工作状态指示灯。
9.第二方面，本技术提供了一种基于多信道的单向数据传输方法，方法包括：通过发
送端主机获取数据发送处理芯片的配置信息，以初始化数据发送处理芯片；通过接收端主机获取数据接收处理芯片的配置信息，以初始化数据接收处理芯片；在数据发送处理芯片初始化完成后，通过低速数据单向传输模块向数据接收处理芯片发送预设初始化控制信号；以使数据接收处理芯片进行数据收发接口及各项功能的初始化；在初始化工作完成后，数据发送处理芯片和数据接收处理芯片都进入空闲状态；在发送端主机向数据发送处理芯片下发数据包时，数据发送处理芯片触发中断响应，进入数据接收状态，并缓存下发的数据包；数据发送处理芯片通过低速数据单向传输模块向数据接收处理芯片发送数据传输命令；以使数据接收处理芯片进入数据接收状态，进而数据发送处理芯片通过高速数据单向传输模块，将数据包发送到数据接收处理芯片。
10.进一步地，在通过发送端主机获取数据发送处理芯片的配置信息，以初始化数据发送处理芯片之前，方法还包括：在供电模块接收到上电信号时，启动设备中的数据发送处理芯片、高速数据单向传输模块和低速数据单向传输模块。
11.进一步地，数据发送处理芯片和数据接收处理芯片都进入空闲状态，具体包括：发送端数据发送处理芯片通过低速数据单向传输模块向数据接收处理芯片发送心跳包；数据接收处理芯片解析心跳包，以进行状态的调整或功能配置。
12.进一步地，数据发送处理芯片通过高速数据单向传输模块，将数据包发送给数据处理芯片之后，方法还包括：在进入数据接收状态后，数据发送处理芯片根据第一个数据包参数信息的包数量，检测是否在发送最后一个数据包；在发送最后一个数据包时，通过低速数据信道向数据接收处理芯片发送包含最后一个数据包信息的心跳包，以使数据接收处理芯片在将最后一个数据包发送给接收端主机后，进入空闲状态。
13.进一步地，在以使数据接收处理芯片进行数据收发接口及各项功能的初始化之后，方法还包括：数据接收处理芯片确定数据收发接口及各项功能的初始化是否成功；以根据初始化是否成功，确定状态指示灯的指示效果。
14.本领域技术人员能够理解的是，本发明至少具有如下有益效果：本技术通过在数据发送芯片与数据接收芯片之间增加一路低速数据单向传输模块。（1）低速数据单向传输模块的主要电路结构为光耦，电路原理简单且数据传输非常稳定，避免了延时等待建立握手连接的过程，整个装置可在几十毫秒内完成启动并进入正常工作状态，提高了工作效率。（2）改变原有控制指令与用户数据通过一条通路传输的方式，将控制指令与数据传输相剥离。控制指令通过低速数据信道（低速数据单向传输模块）进行传输，用户数据通过高速数据信道（高速数据单向传输模块）进行传输。这样高速数据信道（高速数据单向传输模块）不用在传输命令和数据的状态之间来回切换，使高速数据信道（高速数据单向传输模块）一直工作在高速数据传输的状态下，大大提高数据传输效率。
附图说明
15.下面参照附图来描述本公开的部分实施例，附图中：图1是本技术实施例提供的一种基于多信道的单向数据传输设备内部结构示意图。
16.图2是本技术实施例提供的一种基于多信道的单向数据传输方法流程图。
具体实施方式
17.本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本公开的优选实施例，并不表示本公开仅能通过该优选实施例实现，该优选实施例仅仅是用于解释本公开的技术原理，并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的优选实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。
18.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
19.下面通过附图对本技术实施例提出的技术方案进行详细的说明。
20.图1为本技术实施例提供的一种基于多信道的单向数据传输设备。如图1所示，本技术实施例提供的设备，主要包括：发送端主机接口110、数据发送处理芯片120、高速数据单向传输模块130、低速数据单向传输模块140、数据接收处理芯片150和接收端主机接口160。
21.需要说明的是：数据发送处理芯片120可以为任意可行的能够进行发送处理的芯片。例如，mpu、pld（cpld/fpga）、mcu、dsp等。数据接收处理芯片150可以为任意可行的能够进行接收处理的芯片。例如，mpu、pld（cpld/fpga）、mcu、dsp等。高速数据单向传输模块130为任意可行的高速数据单向传输设备/装置等。低速数据单向传输模块140为任意可行的低速数据单向传输设备/装置等，且其为低速通道，其主要电路结构为光耦。
22.基于前文的描述可知，本实施例提出的基于多信道的单向数据传输设备：发送端主机接口110与数据发送处理芯片120相连；用于数据发送处理芯片120向发送端主机接口110对应的发送端主机上传配置信息，或接收发送端主机下发的数据包。数据发送处理芯片120分别与高速数据单向传输模块130和低速数据单向传输模块140相连；具体可以为：数据发送处理芯片120的gpio/uart接口与低速数据单向传输模块140相连；数据发送处理芯片120的高速串口tx与高速数据单向传输模块130的高速串口rx相连。高速数据单向传输模块130和低速数据单向传输模块140还分别与数据接收处理芯片150相连；具体可以为：高速数据单向传输模块130的高速串口tx与数据接收处理芯片150的高速串口tx相连；低速数据单向传输模块140与数据接收处理芯片150的gpio/uart接口相连；需要说明的是，这里的高速数据单向传输模块130主要用于为数据发送处理芯片120和数据接收处理芯片150提供高速连接通道，进而本技术可以通过高速连接通道实现若干数据包的快速传输。这里的低速数据单向传输模块140主要用于为数据发送处理芯片120和数据接收处理芯片150提供低速连接通道，进而可以通过低速连接通道进行数据发送处理芯片120和数据接收处理芯片150之间的配置信息（包含状态信息）、心跳包等的传输，进而实现各自状态信息的切换。数据接收处理芯片150还与接收端主机接口160相连，实现了向接收端主机对应的接收端主机传输数据包。
23.此外，设备还包括供电模块；设备还包括第一供电模块和第二供电模块；第一供电模块分别与发送端主机接口110、数据发送处理芯片120、高速数据单向传输模块130的发送
端和低速数据单向传输模块140的发送端相连；第二供电模块分别与接收端主机接口160、数据接收处理芯片150、高速数据单向传输模块130的接收端和低速数据单向传输模块140的接收端相连。第一供电模块用于将来自发送端主机接口110的电压进行变换再为数据发送处理芯片120、高速数据单向传输模块130的发送端和低速数据单向传输模块140的发送端提供稳定的电源；第二供电模块用于将来自接收端主机接口160的电压进行变换再为数据接收处理芯片150、高速数据单向传输模块130的接收端和低速数据单向传输模块140的接收端提供稳定的电源。
24.此外，需要说明的是，设备为空闲状态时，数据接收处理芯片150也为空闲状态。本技术还可以通过指示灯提示作业人员，当前设备的运行状态。作为示例地：数据接收处理芯片150还包括状态指示灯。
25.本领域技术人员能够理解的是，本技术在数据发送处理芯片120与数据接收处理芯片150增加了一路低速单向数据传输信息通道模块，该低速数据单向传输模块140和高速数据单向传输模块130不同点为：高速数据单向传输模块130为高速通道，适用于用户数据的传输，可以保证数据传输的高速性；低速数据单向传输模块140为低速通道，其主要电路结构为光耦，电路原理简单且数据传输非常稳定，避免了数据发送处理芯片120与低速数据单向传输模块140和低速数据单向传输模块140与数据接收处理芯片150之间延时等待建立握手连接的过程，整个装置可在几十毫秒内完成启动并进入正常工作状态，提高了工作效率。数据发送处理芯片120与数据接收处理芯片150可通过低速数据单向传输模块140直接进行数据透传，数据发送处理芯片120与数据接收处理芯片150通过低速数据单向传输模块140传输命令数据包，若数据接收处理芯片150接收并校验通过，则数据接收处理芯片150默认低速数据单向传输模块140连接成功并对外做出指示灯状态指示，适用于控制指令及其他状态信息的传输。增加低速数据单向传输模块140用来传输控制指令、状态指令与心跳命令包，高速数据单向传输模块130只用来传输用户数据。这样高速数据单向传输模块130不用在传输命令和数据的状态之间来回切换，使高速数据单向传输模块130一直工作在高速数据传输的状态下，大大提高数据传输效率。本技术将指令传输与用户数据传输分离，使单向数据传输更加高效，提高数据传输效率，增强整个系统的工作稳定性。
26.除此之外，本技术实施例还提供了一种基于多信道的单向数据传输方法，如图2所示，本技术实施例提供的方法，主要包括以下步骤：步骤210、通过发送端主机获取数据发送处理芯片的配置信息，以初始化数据发送处理芯片；通过接收端主机获取数据接收处理芯片的配置信息，以初始化数据接收处理芯片。
27.需要说明的是，配置信息包含状态信息。状态信息可以分为空闲状态和数据接收状态。其中，初始化芯片的方法可由现有技术或方法实现，本技术对此不作限定。
28.此外，在通过发送端主机获取数据发送处理芯片的配置信息，以初始化数据发送处理芯片之前，本技术还可以控制设备中各个芯片或模块的启动时间，以减少启动时间，提高装置工作效率。具体可以为：在供电模块接收到上电信号时，启动设备中的数据发送处理芯片、高速数据单向传输模块和低速数据单向传输模块。
29.步骤220、在数据发送处理芯片初始化完成后，通过低速数据单向传输模块向数据接收处理芯片发送预设初始化控制信号；以使数据接收处理芯片进行数据收发接口及各项
功能的初始化；在初始化工作完成后，数据发送处理芯片和数据接收处理芯片都进入空闲状态。
30.需要说明的是，空闲状态过程中：发送端数据发送处理芯片通过低速数据单向传输模块向数据接收处理芯片发送心跳包；数据接收处理芯片解析心跳包，以进行状态的调整或功能配置。
31.步骤230、在发送端主机向数据发送处理芯片下发数据包时，数据发送处理芯片触发中断响应，进入数据接收状态，并缓存下发的数据包；数据发送处理芯片通过低速数据单向传输模块向数据接收处理芯片发送数据传输命令；以使数据接收处理芯片进入数据接收状态，数据发送处理芯片进而通过高速数据单向传输模块，将数据包发送给数据接收处理芯片。
32.需要说明的是，在数据发送处理芯片接收到发送端主机下发的数据包后，会先将数据包进行缓存，以便于数据接收处理芯片的快速获取。
33.数据发送处理芯片通过高速数据单向传输模块，将数据包发送给数据接收处理芯片之后，本技术还可以在完成全部数据包传输后，将设备的状态切换为空闲状态。作为示例地：在进入数据接收状态后，数据发送处理芯片根据第一个数据包中参数信息的包数量，检测是否在发送最后一个数据包；在发送最后一个数据包时，通过低速数据信道向数据接收处理芯片发送包含最后一个数据包信息的心跳包，以使数据接收处理芯片在将最后一个数据包发送给接收端主机后，进入空闲状态，并更新接收端主机中关于数据接收处理芯片的状态信息。
34.此外，在以使数据接收处理芯片进行数据收发接口及各项功能的初始化之后，本技术还可以通过指示灯提示作业人员，当前设备的运行状态。作为示例地：数据发送处理芯片包括数据发送状态指示灯；数据接收处理芯片包括数据接收状态指示灯和工作状态指示灯。本技术可以通过指示灯的闪烁情况，提示作业人员，芯片/设备的运行状态。
35.至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所作的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。