基于MPC8315E的PCI-E加密卡硬件系統(tǒng)設計.pdf

1、如今網(wǎng)絡上信息安全問題逐漸成為人們關注的焦點，而加密技術是解決安全問題的有效手段。加密技術主要有兩種，軟件加密和硬件加密。軟件加密需要計算機CPU的全程參與，具有消耗大量的系統(tǒng)資源、加密速度慢和容易被破解等缺點；而硬件加密具有速度快、保密性強等特點，因此硬件加密被廣泛采用。硬件加密基本上采用加密卡的形式，加密卡具有成本低、性能高的特點，因此，研制硬件加密卡具有重要意義。
　　本課題研究的加密卡硬件系統(tǒng)設計方案是基于PCI Expr

2、ess(簡稱PCI-E)總線。該加密卡采用飛思卡爾公司生產(chǎn)的Power PC系列的MPC8315E作為主處理器。該芯片具有豐富的接口，本論文的主要工作就是在這些接口基礎上設計整個加密卡硬件系統(tǒng)電路。主要包括：PCI-E總線接口電路、DDR2存儲器接口電路、Nor Flash接口電路、Nand Flash接口電路、擴展的密碼處理模塊接口電路、UART、接口電路、JTAG接口電路、溫度檢測模塊電路、時序匹配電路、時鐘電路、復位電路和電源電路

3、。其中PCI-E總線接口電路、DDR2存儲器接口電路、Nor Flash接口電路、Nand Flash接口電路、電源電路的設計是電路設計的重點。由于PCI-E和DDR2的工作頻率很高，屬于高頻信號，其工作性能對整個系統(tǒng)性能的影響尤其重要，因此，這兩部分的設計必須滿足信號完整性和電磁兼容性的要求。對于高頻信號，其布線的好壞直接影響整個系統(tǒng)的信號完整性和電磁兼容性。因此，工作的另一重點和難點是高頻信號的布線和仿真。論文特別關注了加密卡設計中

4、的DDR2部分，包括DDR2的布線和仿真。布線設計的主要工作是布線規(guī)則的設置，包括差分對、線寬、線距、等長匹配等；仿真分析主要包括高速信號傳輸線的反射、串擾、以及時序等。論文中提出了減少反射和串擾的有效方法，確定了滿足時序要求的傳輸線長度匹配規(guī)則。
　　對所設計的加密卡進行了初步的調(diào)試，目前已經(jīng)進入具體的調(diào)試階段。最終，設計的加密卡將實現(xiàn)由MPC8315E主處理器控制整個加密卡的工作，由MPC8315E和擴展的密碼處理模塊負責完成