高可靠FPGA通信系统(08-100)

　　1.3 支撑硬件选择

　　鉴于AES加密算法的特点以及算法的抗攻击性能，因此，本文选用其作为加密应用技术。加密算法可以通过软硬件实现，由于算法本身的灵活性，效率高，用软件实现比较简单、方便，但同时也带来一些问题，使算法的速度、安全性等都在某种程度上受到了影响。AES算法的硬件实现不仅具有快的速度而且占用的资源也将减少。因此，AES加密算法硬件实现能够提供更快的速度和安全性。

　　XILINX作为全球领先的FPGA提供商，其生产的Spartan系列FPGA具有高性价比，能够实现低成本的嵌入式处理平台，支持商用串行(SPI)和并行(BPI)Flash 存储器与平台 Flash，每秒高达 91 亿次的乘累加(MAC)运算，因此采用Spartan系列FPGA作为AES加密算法实现的硬件载体。因此，基于Spartan-3e平台能够很好的构建一个SOC系统。

　　1.4 支撑硬件选择

　　本系统主要的目标在于“针对ZigBee无线传感器网络中，端到端控制过程中存在的安全隐患和信息邪路问题，自主设计了一套基于FPGA平台的高可靠通信系统”。该系统主要由三部分组成：ZigBee无线传感器网络，服务器端，客户端。如图1.1所示。

　　服务器端采用XILINX公司的Spartan-3e开发平台，在该平台上构建基于MicrBlaze处理器和Xilkernel操作系统的嵌入式系统。当服务器端收到经过AES加密的请求IP数据包时，在服务器端，信息需要经过AES解密处理，根据解密后信息分析并提取请求方的ID信息和IP信息，客户端的ID信息是唯一的授权证号。

　　客户端同样采用XILINX公司的Spartan-3e开发平台，但该系统中只需要定制AES加解密IP、键盘IP、LCD IP并添加EDK中自带的网络控制器IP。客户端作为整个系统的控制中心，当需要采集信息时，客户端通过键盘把自己的授权ID信息经md5加密后形成自己的加密ID，指令信息和加密ID信息经过AES加密后发送至服务器端，当服务器端响应其请求后，视其身份权限做出相应处理。