[发明专利]基于芯片级加密的以太网和现场总线融合网关及传输方法

权利要求书

1.一种基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关，其特征在于，包括物理层PHY芯片；所述物理层PHY芯片连接以太网和CAN总线，用于在以太网和CAN总线之间进行报文互传；所述物理层PHY芯片对所述报文进行加解密；

所述物理层PHY芯片包括依次连接的媒体依赖接口MDI模块、前端模拟模块、CANSerDes模块、CAN控制器模块、数据缓存模块、插入删除时间戳模块、协议转换模块、加解密模块以及媒体无关接口MII模块；所述媒体依赖接口MDI模块连接至CAN总线；所述媒体无关接口MII模块连接至以太网；

所述协议转换模块用于添加或删除以太网二层头；在物理层PHY芯片将报文由CAN总线向以太网传输步骤中，进行报文封装时记录以太网二层头和CAN端口的对应关系。

2.根据权利要求1所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关，其特征在于，所述插入删除时间戳模块用于在报文前面添加数据缓存模块接收到报文的时间戳。

3.根据权利要求1所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关，其特征在于，所述二层头的数据结构为：目的MAC地址MAC DA、源MAC地址MAC SA、VLAN标签和报文类型/长度。

4.根据权利要求3所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关，其特征在于，所述加解密模块采用MacSec的方式实现报文的加密；所述加解密模块根据所述MACDA和所述MAC SA确定MacSec解密密钥并解密。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关的报文传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述物理层PHY芯片将报文由CAN总线向以太网传输的步骤包括：

通过媒体依赖接口MDI模块接收CAN总线传输的报文；

所述报文依次经过前端模拟模块、CAN SerDes模块传输至CAN控制器模块，所述CAN控制器模块提取出报文数字信号输出至数据缓存模块；

通过插入删除时间戳模块在报文前面添加媒体依赖接口MDI模块接收到报文的时间戳；

然后通过协议转换模块给报文数字信号添加以太网二层头；

通过加解密模块采用MacSec的方式实现报文数字信号的加密，将加密后的报文进行封装；

最后，把封装后的报文输出到媒体无关接口MII模块；

所述物理层PHY芯片将报文由以太网向CAN总线传输的步骤包括：

针对加密报文，根据以太网二层头确定MacSec解密密钥并解密；

针对非加密报文和解密后的报文，根据提取以太网二层头中的信息，用于选择对应的媒体依赖接口MDI模块，再删除以太网二层头，删除时间戳，把报文数字信号转化成CAN报文发送到CAN总线上。

6.根据权利要求5所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关及其报文传输方法，其特征在于，所述以太网二层头的数据结构为：目的MAC地址MAC DA，源MAC地址MAC SA，VLAN标签和报文类型/长度。

7.根据权利要求6所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关及其报文传输方法，其特征在于，根据以太网二层头确定MacSec解密密钥并解密具体包括：

根据所述MAC DA，MAC SA确定MacSec解密密钥并解密。

8.一种基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关的传输网络，其特征在于，包括以太网、CAN总线、以及如权利要求1-4中任一项所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关，所述CAN总线通过所述融合网关连接至所述以太网。

9.根据权利要求8所述的基于芯片级数据加密的以太网和现场总线融合网关的传输网络，其特征在于，所述CAN总线包括单管道CAN总线和多管道CAN总线。