基于PCI總線芯片CH365的數(shù)據(jù)密碼卡設(shè)計(jì)
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2 CH365的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號線
圖1所示是CH365內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)。CH365對PCI總線的各種信號進(jìn)行譯碼后，可產(chǎn)生內(nèi)部數(shù)據(jù)總線D31～D0、內(nèi)部地址總線A31～A0、讀寫I／O端口信號、讀寫存儲器等信號。結(jié)構(gòu)圖右側(cè)的信號是CH365提供給本地端的各個(gè)外部引腳。地址線A15～A0用于提供相對于基址的偏移地址：數(shù)據(jù)總線D7～D0在讀操作時(shí)用于輸入數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)用于輸出數(shù)據(jù)；IOP_RD用于提供I／O讀選通脈沖信號；IOP_WR用于提供I／O寫選通脈沖信號；MEM_RD用于提供存儲器讀選通脈沖信號，MEM_WR用于提供存儲器寫選通脈沖信號。由于CH365提供的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫選通信號線類似于ISA總線的信號線，所以，非常適合將ISA板卡升級到PCI總線上。在I／O讀寫操作期間，CH365的A7～A0輸出的是I／O端口的偏移地址，它提供給外部設(shè)備的有效偏移地址范圍是00H～EFH，外部設(shè)備可進(jìn)一步對A7～A0進(jìn)行譯碼以產(chǎn)生二級片選信號。在I／O操作期間，CH365的A15～A10保持不變，但可以由內(nèi)部寄存器事先設(shè)定為高電平或低電平。如果使用本地硬件定址功能，則可以對A9～A0進(jìn)行地址譯碼，并通過IOP_HIT引腳向CH365請求本地定址，以實(shí)現(xiàn)與ISA總線相兼容的000H～3FFH地址范圍內(nèi)的I／O端口地址。在存儲器操作期間，CH365的A14～A0可輸出存儲器的偏移地址，提供給外部設(shè)備的有效偏移地址范圍是0000H～7FFFH。在存儲器讀寫操作期間，CH365的A15保持不變，但可以由內(nèi)部寄存器事先設(shè)定為高電平或低電平，以用于存儲器地址線的擴(kuò)展或者頁面選擇。
3 PCI總線的數(shù)據(jù)密碼卡硬件設(shè)計(jì)
3.1 數(shù)據(jù)密碼卡的組成
數(shù)據(jù)密碼卡實(shí)際上就是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)PCI總線的板卡。它區(qū)別于普通板卡的地方主要是這塊板卡中包含了大量的加密后的機(jī)密數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存于板卡的FLASH存儲器中。在軍交系統(tǒng)中，這些數(shù)據(jù)代表了車輛的編組調(diào)度等信息，軍交管理軟件直接應(yīng)用解密后的數(shù)據(jù)來對車輛實(shí)施調(diào)度，但這些解密后的數(shù)據(jù)對操作人員來說是透明的。為了防止不法分子蓄意破解數(shù)據(jù)，上級主管部門會不定期的將原始數(shù)據(jù)重新加密，然后寫入FLASH存儲器中，再將重新加密過的FLASH存儲器下發(fā)給各個(gè)部門。采取多種加密策略的目的主要是為了防止數(shù)據(jù)密碼卡被盜，或者其中的FLASH存儲器被盜而使密碼被破譯。
數(shù)據(jù)密碼卡的組成框圖如圖2所示。
3.2 CPLD設(shè)計(jì)
CPLD的設(shè)計(jì)是本數(shù)據(jù)密碼卡的核心。設(shè)計(jì)選用LATTICE公司生產(chǎn)的LATYICE1032。它所包含的模塊主要有三塊。其一是數(shù)據(jù)密碼卡訪問合法性確認(rèn)和數(shù)據(jù)解密模塊；其二是地址譯碼模塊；三是ROM地址產(chǎn)生器模塊。其頂層設(shè)計(jì)圖如圖3所示。
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