基于PCI总线芯片CH365的数据密码卡设计
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。
3 PCI总线的数据密码卡硬件设计
3.1 数据密码卡的组成
数据密码卡实际上就是一个基于计算机PCI总线的板卡。它区别于普通板卡的地方主要是这块板卡中包含了大量的加密后的机密数据，这些数据存于板卡的FLASH存储器中。在军交系统中，这些数据代表了车辆的编组调度等信息，军交管理软件直接应用解密后的数据来对车辆实施调度，但这些解密后的数据对操作人员来说是透明的。为了防止不法分子蓄意破解数据，上级主管部门会不定期的将原始数据重新加密，然后写入FLASH存储器中，再将重新加密过的FLASH存储器下发给各个部门。采取多种加密策略的目的主要是为了防止数据密码卡被盗，或者其中的FLASH存储器被盗而使密码被破译。
数据密码卡的组成框图如图2所示。
3.2 CPLD设计
CPLD的设计是本数据密码卡的核心。设计选用LATTICE公司生产的LATYICE1032。它所包含的模块主要有三块。其一是数据密码卡访问合法性确认和数据解密模块；其二是地址译码模块；三是ROM地址产生器模块。其顶层设计图如图3所示。
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