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论文研究-基于MicroBlaze的高速硬件加密卡设计 .pdf 评分

基于MicroBlaze的高速硬件加密卡设计,郑彦,夏路易,本设计以Xilinx公司的Sparten6系列FPGA为载体,采用MicroBlaze软核作为主控制器,以FPGA内置的PCI-E硬核为高速数据通信接口,构成了整个加密��
国武技论文在线 能够很好的实现薮据的快速处理 主控制器结构 加密卡的主控制器采用的是 软核。 软核是 公司推出的 位微处理器,是口前最快的软核处理器解决方案, 支持 总线的标准 外设集合,有很强的兼容性和重复利用性。 软核采用构架和哈佛结构的位指令和数据总线,内部有个通用 寄存器、个特殊寄存器——程序指针和处理器状态寄存器、个单元、个移位单元 和两极中断响应单元,还具有级沇水线、桶形移位器、内存管哩保护单元、浮点运算单 元、髙速缓存、异常处理和调试逻辑等可根据性能需求和成本仼意裁剪的髙级特性,极大地 展了 的应用范围。本设计采用的是 ,其内部架构如图所示。 Memory Management Unit ITLL UTLB K <LL M PLB DIMB 图 软核内部结构 与主机通信接口 本系统采用 接冂作为加密卡和主机的通信接冂。 接∏是的八级版, 不同于以前的总线,采用串行的、点 到点的互联方法米实现两个设备之间的通倍。目前 接凵中每条通路包含条信 号线,在每个方向信号上都有一对差分信号,可以同时发送和接收数据,实现两个设备间双 工的、串行的、差分数据传输。每条通路峰值速度可以达到 双工。目前 接口最多可以支持条通路。因此有足够的带宽供我们选择。 的存储器、和配置地址空间模型都与传统协议相同。因此,现有的 驱动程序软件可以不做任何修改的运行于 系统中。 本文中使用 系列的 内置 哽核模块和 来实现与主札的通信。 国武技论文在线 数据加密模块 数据加窣模块主要山加密芯片、加密芯片控制器和物理噪声芯片三部分构成。加密芯片 采用口前技术比较成熟的商用密码算法芯片,流加密速度可以达到 。物理噪声芯片 用于在加密芯片工作是为其产生真随机数序列。加密芯片控制器由 语言编与, 实现对加密芯片的初始化,加密数据的写入和读取等操作。 外部存储器 外部存储器包括 片 芯片和它们相应的控制器 芯片主要用 来存放的配置程序和运行于软核控制器中的加密卡控制稈序。 芯片主要用于 加密过程中的数据缓存。 外围电路 加密卡的外围电路主要包括电源电路,复位电路和部分接凵电路。 电源电路在整个系统中有着举足轻重的作用,如果电源电路设计不好,系统冇可能不能 工作,或者由于提供的电压不稳定,导致系统工作不稳定。因而必须按照 芯片的功耗 需求和电源芯片的布局要求,合理的选用电源芯片和对电源进行布局布线。本设计最终选用 开关电源芯片作为整个系统的稳压芯片,并使用多个芯片独立的为各个模块供电 复位电路采用的是有复位芯片 构成的低电平复位系统,同时带看门狗复位,以保证 系统稳定运行。 外围接∏电路主要包括接冂电路 接冂电路和 接∏。接∏电路 的主要作用是解析从 中读叵的数据。使用的芯片是沁恒公司的 通用 总线接凵芯片。典型电路如图所示。 图 接口电路 加密卡的 接口电路和接口电路是为加密卡前期调试而设计的,其中包括 国武技论文在线 部分可以显示加密卡工作状态的指示灯。 软件设计 高速硬件加密卡的软件系统由加密卡系统软件和上位机控制软件构成。加密卡系统软件 主要包括 配置程序和运行于 软核中的控制程序。上位机控制软件主要包 括基」操作系统的驱动程序和用户应用软件。 加密卡系统软件 密卡的配置程序主要是构建基于 软核的硬件平台,其中上要包括软核工 作的时钟频率,复位电平,总线结构等。主要使用的软件是开发套件中的 。软核完成配置后与部分外设的连接图如图所小。 PROCESSOR debug adIe MEDE SPLB SLAYE5 OF nmb_ plls 。b G 图软核与部分外设的连接图 加密卡的控制软件是基于语言编写的,使用的编译环境是开发套件中的 加密卡系统上电或由外部复位电路引发复位后,系统首先对加密卡的各个模块进行初始 化,主要是时钟配置和寄存器配置。等初始化结束后等待上位札启动加密卡的指令,收到指 令后廾始读取 中的授权密匙,如果授权密匙不正确,则向上位机发送授权文件错 淏的消息,如果授权文件正确,廾启通道,廾始加密(或解密)数据,直到数据加密 (或解密〕完毕关闭通道,等待下一轮数据加密(或解密)。软件流程图如图所示 国武技论文在线 开如 系统初 始化 待上 位机启 动指令 收到启动指 是 读取授 权密匙 需是正确否 向上位机 发送错误 信息 是 加密数 加密完成否 是 发送完 成信息 结束 图加密卡控制软什流稈图 上位机软件 加密卡的驱动程序目前是基于 开发的,加密卡在 系统中是以一个小 国武技论文在线 容量的数据存储设备存在的。用专业的设备查看软件 (如图所示)可以看到 加密卡已经被系统正确识别。 FT'PciTree 回 ±Y=℃画1 巩X工T us 三卫r 上。ut CPU A,=山 ULy Cu山Lu11上 v工D:〓1E-1xCp2t1 FF<一工T 彐工08i七 LC望 y⊥盘111s1邑: 卫 ace Dump:(γ巨1zs Massstorage 1三ubC】置 4= E丸p O00 loRI 20- SaII uWHrLdurII 0=34 marla- mi≌ Gnt Int pir PET 图 软件 加密卡的上位机控制软件主要实现将需要加密的数据按照·定的要求打包后,通过 总线传递给加密卡。同时负责接收已经加密的数据,并按要求存放。上位机控制软件 不参与数据加密,同时也不存放密匙文件。 结论 木文介绍了基于 软核的硬件加密卜,整个系统的集成程度较高,数据加密 过程处于完全独立的环境,有较晑的安全性。本文所提出的加密存储方案将是木来数据加密 存储的个趋势 参考文献 马鸣锦,朱剑冰,何红旗,等 的原理及体系结构北京:清华大学出版 社 用户指南《 用户指南《 沁恒电子 屮文手册 田耘,胡彬,徐文波,等 开发指南北京:人民邮电出版社 程序设计语言徐宝文,李志北京:机械业出版社,

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基于STM32的GUI模块的设计,侯文卓,童子权,本文所设计的GUI模块采用ST半导体公司的基于Cortex-M3内核的ARM芯片STM32作为核心处理器,并利用STM32自带的FSMC功能模块与USB功能模块设计��

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基于模拟航天器交会对接的地面实验系统,提出一种相对位姿测量算法,在保证测量精度的基础上,对特征提取具有稳健性,同时计算效率更高。首先使用自适应阈值方法对特征进行判断和提取,然后采用倒序搜索的算法,对第一帧在全局范围内进行搜索,后续的图像利用Kalman滤波器进行预测估计搜索,极大地提高了搜索效率和抗干扰能力,再由提取到的特征点信息利用P3P等算法进行追踪航天器和目标航天器的相对位姿计算,将此结果传递给控制系统以使控制系统发出相应的指令。实验结果显示,可缩小搜索区间范围至2像素,计算精度为0.001 m和0.001°,同时计算速度提高63.2%。

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论文研究-基于自适应模糊度参数选择改进FCM算法的负荷分类.pdf,  在建立了负荷分类五阶段过程模型的基础上,提出了用类内距离和与类间距离和之比作为负荷分类评价指标自适应选择模糊度参数的方法,同时用模拟退火算法和遗传算法对模糊C 均值(FCM) 算法的搜索性能进行优化. 实验结果表明,在负荷分类中常用的模糊度参数值m=2并不是最优的,负荷分类中模糊度参数的最优取值区间为[2.6,3.2].

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