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基于PCI总线芯片CH365的数据密码卡设计
来源:本站整理  作者:佚名  2010-06-19 15:53:59



    0 引言

  在信息化时代的今天,计算机技术的飞速发展,给人们的生产和生活带来了巨大便利,以前复杂的工作,现在只要单击鼠标即可完成,因此,计算机已经成为人们日常工作和生活的一部分,人们对计算机的依赖程度越来越高,没有计算机的生活简直难以想象。随着计算机在生产和生活中占剧比重的加大,信息安全问题也显得突出重要,失泄密案件时有发生。小到企业商业机密被窃取,给企业造成巨大的经济损失;大到国家安全和军事机密被窃取,给人民的生命财产安全带来严重威胁。在铁路军交管理系统中,对军列的调度是采用密码管理的,这些密码标识了重要的军事目标,同时也只有通过此密码才能访问调度软件,从而调度军列。如果这些密码失窃,重要的军事目标将暴露,同时对军列的调度将出现混乱甚至引发安全事故。因此,对这些密码进行管理显得尤为重要。在这样的背景下,本文研制了一种能有效安全管理机密数据的密码卡。

  1 CH365的功能特点

  现在主流的PCI接口芯片是PLX公司的PCI905x系列芯片,此类芯片功能强大,有多种工作模式,数据传输速率高,但价格相对偏高,而且需要编写相应的硬件驱动程序。而CH365则是一款国产的廉价PCI接口芯片,它可以将PCI总线的时序转换为类似ISA总线时序,以便于后续与数字信号处理器、 FPGA以及MCU等接口。由于CH365的生产厂商提供了丰富的硬件驱动程序,因此,软件编程人员只要调用相应厂商提供的动态连接库,即可完成对器件的操作,而且操作十分简便。

  CH365支持I/O端口映射、存储器映射、扩展ROM以及中断。CH365可将32位高速PCI总线转换为简单的类似于ISA总线的8位主动并行接口,以用于制作低成本的、基于PCI总线的计算机板卡,也可将原先基于ISA总线的板卡升级到PCI总线上。PCI 总线与其它主流总线相比,速度更快,实时性更好,可控性更佳,所以,CH365非常适用于高速实时的I/O控制卡、通讯接口卡、数据采集卡、电子盘、扩展 ROM卡等。它的主要特点如下:

  (1)可将基于32位PCI总线的从设备接口转换为主动并行接口,包括8位数据,16位地址,I/O读和写,存储器读和写;

  (2)可以设定PCI板卡的设备标识(VendorID,DevICe ID,Class Code等);

  (3) 能以字节、字或双字为单位对I/O端口或者存储器进行读写;

  (4)支持本地硬件定址功能,可自由选择I/O地址;

  (5) 直接升级ISA板卡到PCI总线,完全不需要修改I/O板卡的相关软件;

  (6)芯片本身无需驱动程序即可工作,而且升级ISA板卡可以不需要躯动程序。

  2 CH365的内部结构和信号线

  图1所示是CH365内部的主要结构。CH365对PCI总线的各种信号进行译码后,可产生内部数据总线D31~D0、内部地址总线A31~A0、读写I/O端口信号、读写存储器等信号。结构图右侧的信号是CH365提供给本地端的各个外部引脚。地址线A15~A0用于提供相对于基址的偏移地址:数据总线D7~D0在读操作时用于输入数据,在写操作时用于输出数据;IOP_RD用于提供I/O读选通脉冲信号;IOP_WR用于提供I/O写选通脉冲信号;MEM_RD用于提供存储器读选通脉冲信号,MEM_WR用于提供存储器写选通脉冲信号。由于CH365提供的地址线、数据线、读写选通信号线类似于ISA总线的信号线,所以,非常适合将ISA板卡升级到PCI总线上。在I/O读写操作期间,CH365的A7~A0输出的是I/O端口的偏移地址,它提供给外部设备的有效偏移地址范围是00H~EFH,外部设备可进一步对A7~A0进行译码以产生二级片选信号。在I/O操作期间,CH365的A15~A10保持不变,但可以由内部寄存器事先设定为高电平或低电平。如果使用本地硬件定址功能,则可以对A9~A0进行地址译码,并通过IOP_HIT引脚向CH365请求本地定址,以实现与ISA总线相兼容的 000H~3FFH地址范围内的I/O端口地址。在存储器操作期间,CH365的A14~A0可输出存储器的偏移地址,提供给外部设备的有效偏移地址范围是0000H~7FFFH。在存储器读写操作期间,CH365的A15保持不变,但可以由内部寄存器事先设定为高电平或低电平,以用于存储器地址线的扩展或者页面选择。

CH365内部的主要结构

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