基于PCI局部总线硬件加密卡的设计

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加密卡的软件设计
计算机对 #8956 总线接口的读写是通过对内存 映像的读取， 内存地址的确定由 //"@7; 的初始化 内容。主 机 启 动 时， "%&’()* 将 首 先 检 测 //"@7; 的存在完成对它的初始化。 （下转第 CL 页） — C! —
当前的网络， 这是 !"#$ 和最佳化网络服务成功的 重要的问题。 切换是一个处理过程， 通过它， 用户的无线链路 在网络中两个基站之间转换而没有任何用户连接的 中断。当用户在相邻单元间移动时， 切换能为用户 最小化干扰， 也能保证无线连接的完整性和统一性。 简单的说， 切换在移动网络中起到很重要的作用。 它能使用户在无线规定区域限制范围外自由的移动 和通信。在切换的情况下， !"#$ 网络中的用户终 端的连接需要重新路由。网络和无线层是切换事件 的组成部分。 移动路由选择协议 （$%&） 规定怎样把消息发送 到移动主机。它需要知道源和基站地址， 这些都由 位置服务器保存。 互用性和适应性是 !"#$ 网络设计中至关重 要的问题， 因为这些必须提供能通过任何其他网络 基本设施进行自由移动的能力。带有最佳 ’() 标准 化方式的 !"#$ 技术的适应性面对的主要的困难 是无线链路的高误比特率和介质访问协议的约束。 这些问题的解决是通过引入附加的开销完成， 这些 开销用于链路组织， 访问控制和错误保护。协议的 具体特征， 如可允许的带宽限制 （错误保护冗余， 开 销， 保护时间） 、 帧结构、 对上行下行信元业务的不同 处理等， 导致对一些接纳控制的公认方法进行重新 审查。 在错误控制体系的设计中， 希望能根据 !"#$ 信元的不同的灵敏度提供 *+& （不等错误保护） 。这 就引起质量 （编码效率） 和能力 （编码速率） 的交易 （相互交换） 。另外， 在性能要求上不同的 "#$ 服务 必须能被数据链路层协议 （ ,-.） 满足。因此， 基于 ,-. 协 议 能 忽 视 这 些 障 碍， ,-. 协 议 主 要 能 提 高 !"#$ 网络的传送质量。 /0/ 应用 !"#$ 的 !.,$" 系统网络结构 引入 !"#$，在 !.,$" 网 络 主 要 要 增 加 !"#$ 交换机和 !"#$ 复接器。其构成的网络系 统结构简图如图 1。
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（上接第 29 页）
"S% 单片机的软件设计主要是加密算法子程序和 单片 &. 机之间的数据传输子程序以及密码的存放， 机的程序由汇编语言编写。 &. 机主程序的设计主要是商用软件以及和加 密卡之间的数据交换。需要加密的商业软件是期货 在线查询系统， 此系统是采用 S. 完成的， 相应的加 密软件只要内嵌入此商业软件即可。
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结束语
根据本文所述方案， 开发了基于 &.5 总线的加 密卡， 用 3. 编制了上位机的接口程序， 用汇编编写 了单片机程序。该加密卡已通过了各项性能测试， 实现了从 5)" 加密卡到 &.5 加密卡的平稳过度， 为 进一步的产品化打下基础。 参 考 文 献：
［9］ 曾凡太， 陈美金 0 &.5 总线产品的开发 0 计算机世界， （U） ： 9FFT， 9GF 0 ［/］ 林勇， 周晓雁 0 微机总线及其发展 0 微型机与应用， （R） ： 9FFR， 9T 0 ［2］ 李贵山， 戚德虎 0 &.5 局部总线开发者指南 0 西安电子科技大学 出版社， 9FFU 0 ［1］ 宋建国 0 "S% 单片机原理及应用 0 北京航空航天大学出版社， 9FFV 0 责任编辑： 张棣
图1 应用 !"#$ 的 !.,$" 网络结构简图
信要求， 应用还是艰巨和漫长的过程， 还需要广大的 通信科研工作者不断努力。 参 考 文 献：
［9］ 陈浩 0 "#$ 无线传输 0 :;;<： ==>>>0 ;?@?0 A(B0 AC［ +3=D-］ 0 ［/］ 马丁 ・ 德 ・ 普瑞克著 0 程时瑞， 刘斌译 0 异步传递方式 4 宽带 5)E ,6 技术 0 人民邮电出版社， 9FFF 0 99 0 ［2］ 吴伟陵 0 移动通信中的关键技术 0 北京邮电大学出版社， /GG9 0 99 0 ［1］ $(HI@? BJ@;IAKL;ICM IC >IN?@?LL " #$ C?;>(NOL ,0 4 P0 PIB KCQ .0 4 P0 （R） ： #(:$(HI@? 6?;>(NOL KCQ "<<@IAK;I(CL0 /GGG， 9G2 4 99G 0 责任编辑： 张荣香
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"%&’()* 结构示意图
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板上 %". 和 //"@7;
板上 %". 采用 ,12A6 公司的新一代 ,B@ 单片
图* 加密卡的硬件原理图
机 ,>’(+*C;?D 时钟下， 且大多数指令执行时间是单 )(4E； !*( 条精简指令， 时钟周期； 片内有 *F- <65EG 程序存储器， !*H IJ12 和 （使用寿命达 万次） 。采 !*H IJ12 //"@7; !( @,; 用此单片机的意义不在于该机的各项功能强大， 主
第 !" 卷 第 # 期 !$$% 年 # 月
信 息 技 术 &’()*+,-&)’ -./0’)1)23
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基于 8/& 局部总线硬件加密卡的设计
吴才章
（郑州工程学院机电系，郑州 9:$$:!）
摘
要：介绍了 8/& 专用接口芯片 8/&;$:! 的基本结构，给出了基于 8/& 接口的硬件加密卡的一 种设计方案。,4* 单片机 ,-;$<!%=% 的使用使得此设计方案具有加密性能好，硬件设计比较简 单等优点。 关键词：8/& 协议；,4* 单片机；加密卡
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"#$"%&’()* 控制器
在众 多 通 用 的 "%& 接 口 芯 片 中， "#$ 公 司 的 "%&’()* 芯片是从 &+, 到 "%& 总线平台平滑过渡的 提 最佳选择。此芯片实现了 "%& 目标设备的功能， 供了与 &+, 总线信号兼容或时序相似的本地总线信 号， 通过这个逻辑接口可以完成由 &+, 到 "%& 的平 滑转换。 图 ! 为 "%&’()* 结构框图。它提供了 "%& -.+、 /0123456 -&7+ 及 #8956 -.+ 三个接口。复杂的 "%& 接 口规范完全由 "%&’()* 实现， 的任务是设计所需的 #8956 -.+ 接口电路及编制 /0123456 -&7+ 代码。 "%& 总线和外加总线的数据传送有四种： :;,、 、 、 直通 。 ;,&#-7$ <&<7 ",++ = = = = >?@. ",++ = 此方 = = = >?@. 主要用于从方式下数据的传送， 式下 "%& 总线可以实时直接读写 #8956 -.+ 接口总 线的数据， 考虑到产品的兼容性和连续性， 本系统采 用直通方式。
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引言
商业软件防盗常用的加密措施有两种： 一种是
取而代之的是 8/& 总线。如何在原有 &<, 卡的基础 上开发基于 8/& 总线的适配加密卡， 显得很迫切。 8/& 总线是一种能为主 /8A 及外设提供高性能 数据交换的局部总线最高数据传送速率达 =%!+>XO （%! 位） 。 8/& 总线具有严格的规范， 使它具有良好 的兼容性， 符合 8/& 规范的扩展卡可插入任何 8/& 系统可靠的工作。 8/& 总线的协议非常复杂。一般有两种实现方 法： 可编程逻辑器件和 8/& 专用接口芯片。如果开 发 8/& 扩展板使用可编程逻辑器件来完成 8/& 协 议， 要满足大量的时序要求并进行大量的逻辑验证， 其工作量和难度都是巨大的， 这对于时间要求紧的 开发项目是不合适的。选择了 8/& 专用芯片， 复杂 的 8/& 接口规范完全由 8/& 接口芯片来完成。我们 设计 1MKBL >A< 接口电路和编制 .YJHIGBL >&)< 即可， 从而大大加快了设计进程。
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加密卡的硬件设计
本系统主要由 "%& 接口芯片 "%&’)(* 和 ,B@ 单
片机 ,>’(+*C!C 组成。 "%&’)(* 芯片完成接口卡和 "%& 总线的连接， "%& 的 -&7+ 和 "7+> 由外扩非易失 //"@7; K;’C%LM 完成。采用串行 //"@7; 方法配 置， 对 于 &+, 模 式 #@/+> N 必 须 始 终 为 高 电 平， 处于非复用模式。 ,B@ 单片机 ;7:/ 引脚应接地， 单 ,>’(+*C!C 完成和 "%& 的通信并内置加密算法， 片机中的 //"@7; 用于加密钥匙的存放。系统采 用 ,#>/@, 公 司 <#/$HMCM 可 编 程 芯 片 实 现 设 计 两 片 OL?%*LL 和 两 片 #7%,# 的 接 口 译 码 电 路， OL?%COL 用于实现 ,>’(+*C!C 和 "%& 总线之间数据 交换， 一片 OL?%*LL 接单片机的 - 口， 用于单片机 八位数据的读取， 另一片 OL?%*LL 和单片机的 : 口 相连， 作为控制信号； 一片 OL?%COL 同样接单片机 的 - 口用于向单片机传送数据， 另一片和单片机的 : 口相连作为控制信号。如图 * 所示。