一种可信计算机系统的设计与实现(1)(2)
2015-06-04 02:33
导读：1) 内部总线 微控制器内部提供了内部总线驱动接口,它控制内部的地址、数据和控制总线,如图3 所示。从总线结构图可以看到,几乎所有的外部设备都是通过
1) 内部总线 微控制器内部提供了内部总线驱动接口,它控制内部的地址、数据和控制总线,如图3 所示。从总线结构图可以看到,几乎所有的外部设备都是通过CPU 的内部总线同CPU 进行交互的,但是通过CPU 内部寄存器的设置,可以调整总线宽度,从而可以实现8 位和16 位外设的同时操作。内部总线是ESM的基本架构,它将承载ESM 内部的绝大多数的数据流和指令流。
2) GPIO 协议通讯 GPIO 协议是ESM 自定义的,代写
留学生论文用来和主机进行通讯的一种特殊的总线形式。它的基本架构如图4 所示。利用CPU 提供的可编程的PIO 引脚引出3 根GPIO 信号线,代写硕士论文分别用来作为中断信号线、数据信号线和时钟信号线。它的另一端直接连接在主板的南桥引脚上,南桥的引脚同样也是可编程的GPIO 信号线,操作原理一致,从而可以实现双向的数据通讯。GPIO 协议主要一个慢速的数据通讯协议,用来处理低速少量数据流。在ESM 中,GPIO 是主机和ESM 之间的控制命令通道,对于少量的命令数据来说,GPIO 协议已经足够了。
3) I2C协议通讯 I2C总线是用于低速设备互联的一种串行总线协议。它是一种双总线结构,通过定义挂接在总线上的设备的地址,主从关系,可以很容易地实现多设备之间的访问。ESM 中利用一个标准的I2C接口芯片,可以将并行数据输入转换为I2C格式的数据输出,输出数据用来控制一个I2C的从设备,如图5所示。
4) PCI 总线 在总线结构图上可以看到,CPU 并没有提供PCI 的接口控制电路,ESM 是通过一个具有PCI 接口的密码协处理器来使用PCI 总线同主机通讯的,这也是硬件体系结构一个创新的地方。ESM 提供的安全功能中有数据加解密功能,而数据加解密涉及到大量数据的交换,自定义的GPIO 协议通讯方式或低速USB 方式都很难满足速度上的要求,这就必然要引入一个高速总线接口,密码协处理器就是一个很好的切入点。它本身并不是为此而引入的,密码协处理器主要提供对非对称密码运算的支持,通过它可以快速实现电子签名、运行认证算法以及密钥的生成等。使用带PCI 接口的密码协处理器可以很好地解决ESM 的速度瓶颈,可以有效地缓解利用低速GPIO 接口带来的传输方面的限制。
（科教论文网 lw.NsEac.com编辑整理）
3 ESM 的嵌入式操作系统JetOS 设计
ESM 还包括一个嵌入式操作系统JetOS ,主要负责对嵌入式模块的管理。JetOS 的软件模块主要分为6大部分:主控系统、通讯系统、命令处理系统、智能卡接口模块、文件系统、密钥管理系统。每一个都和其他的模块有一定的联系,但并不是全互联的。图6 表明了其结构。
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