用SM2算法芯片实现嵌入式系统的安全设计

HS32U2-U芯片支持主模式和从模式，支持4种通信模式，数据通行速率可达16 Mbps@80 MHz，支持低功耗模式。
主要的SPI接口介绍如下：
◆SS：SPI从模式选择；
◆SCLK：SPI串行时钟；
◆MOSI：SPI主模式输出，从模式输入；
◆MISO：SPI主模式输出，从模式输入。
三星CPU提供串行时钟频率，按照规定的格式进行数据交互，根据传入的不同格式所代表的不同的命令码，获取不同的数据。

3 系统软件设计
软件系统设汁的结构框图如图3所示。系统软件设计主要包括SM2算法的应用层API和SM2内核层的驱动。应用层API实现系统应用调用SM2算法，例如SM2公私密钥对的产生、SM2签名功能、SM2验证功能、SM2加密功能、SM2解密功能、SM2密钥交换功能以及SM2杂凑功能等。SM2内核层的驱动是SM2驱动通过SPI总线实现三星CPU与HS32U2-U芯片低层数据交互。

3．1 Bootloader设计
嵌入式系统中，Bootloader是必需的。它是在操作系统内核运行之前的一小段程序，就像BIOS一样。这段程序可以初始化硬件设备，建立内存空间映射图，从而将软件的软硬件环境设置到一个合适的状态，为最终调用操作系统内核准备好环境。
3．2 内核编译选项
根据需要配置内核选项，主要包含：
◆启动传递参数
◆dcvfs文件系统支持
◆芯片及系统类型配置
◆芯片及系统类型配置
◆(DMA Engine support)DMA传输引擎支持
除此之外，在编译内核时还要将SPI总线和模块加载的功能选项选中。因为系统最终通过加载模块方式调用SM2算法芯片，同时通过SPI总线来交互数据。
3．3 SM2设备系统驱动设计
Linux的内核由设备管理、进程管理、内存管理和文件系统组成。Linux设备驱动可以分为字符类设备、块类没备、网络接口类设备和其他非标准驱动。SPI设备被看做是字符型没备。
每个SPI外设都由1个总线号、1个设备号和1个功能号来标识，共有3个访问空间，即内存空间、I／O端口和配置奇存器。每个设备功能郜有一个配置空间，用于决定SPI的工作方式和映射到系统中的地址。设备驱动通过模块方式加载到内核中。相关函数代码如下：