[发明专利]一种用于QKD系统的SOC构架芯片

说明书

本发明公开了一种用于QKD系统的SOC构架芯片，包括：第一互联总线；与第一互联总线连接的QKD模块，用于通过与第一互联总线连接的第一类外设接口与一个光量子通信设备连接，以与所连接的光量子通信设备进行数据交互；第二互联总线，通过第一总线桥与所述第一互联总线连接，且通过第二类外设接口与光量子通信设备连接，以获取光量子通信设备的工作参数；CPU子系统，与所述第一互联总线连接，且连接有中断控制器。本发明技术方案提供了一种用于QKD系统的SOC构架芯片，芯片中各个部件一体集成，芯片体积小，无需采用分离的电子元器件搭建用于QKD系统的数据处理与控制子系统，使用方便。

技术领域

本发明涉及量子密钥分发(QKD)技术领域，更为具体的说，涉及一种用于QKD系统的片上系统(SOC)构架芯片。

背景技术

当前QKD(Quantum Key Distribution，QKD)系统基本是采用传统光电技术和以太网络来完成基于BB84协议的光量子发送、探测、收发双方数据交互以及数据处理等过程，用以提炼安全的量子密钥。QKD系统由光信号发送设备和光信号探测设备构成，中间采用光纤连接形成光量子信道，此外光信号发送设备和光信号探测设备间还需要一条信息交互网路。QKD系统在信号形式上包括光、电信号调理，在功能上分光源、探测和数据处理及信息交互。

根据功能区分，目前QKD系统形成了以光源子系统、接收子系统、数据处理与控制这三部分模块化的系统构成状态，如图1所示，图1为QKD系统的结构示意图，具有光信号发送设备11和光信号探测设备12。光信号发送设备11具有光源子系统112和数据处理与控制子系统111，数据处理与控制子系统111控制光源子系统112向光信号探测设备12发送经过编码后的光信号。光信号探测设备12具有接收子系统121和数据处理与控制子系统122，数据处理与控制子系统122控制接收子系统121对所述光信号进行解码和探测，以提炼安全的量子密钥。

由于QKD是新兴信息技术领域，目前没有用于QKD系统的专用集成电路芯片(ASIC)。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种用于QKD系统的SOC构架芯片，方案如下：

一种用于QKD系统的SOC构架芯片，所述QKD系统具有两个进行量子通信的光量子通信设备，所述SOC构架芯片包括：

第一互联总线；

与所述第一互联总线连接的第一类外设接口，用于连接所述光量子通信设备；

与所述第一互联总线连接的QKD模块，用于与芯片所连接的所述光量子通信设备进行数据交互，完成预设QKD算法；

第二互联总线，所述第二互联总线通过第一总线桥与所述第一互联总线连接，且通过第二类外设接口与所述光量子通信设备连接，以获取所述光量子通信设备的工作参数；

CPU子系统，所述CPU子系统与所述第一互联总线连接，且连接有中断控制器，所述CPU子系统用于执行系统启停、硬件参数配置、外设驱动、应用端命令解析下发、数据调度以及流程管理中的至少一种功能。

优选的，在上述SOC构架芯片中，还包括：

与所述第一互联总线连接的应用端口，所述应用端口用于输出量子密钥。

优选的，在上述SOC构架芯片中，两个所述光量子通信设备分别为光信号发送设备和光信号探测设备；

所述第一类外设接口包括：第一外设接口，所述第一外设接口用于连接所述光信号探测设备的光子探测器，完成对芯片外器件编码参数配置以及探测结果读取。

优选的，在上述SOC构架芯片中，两个所述光量子通信设备分别为光信号发送设备和光信号探测设备；