《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 基于計算機總線的CPLD加密電路
基于計算機總線的CPLD加密電路
Epdoc
Epdoc
摘要: 本文采用計算機ISA、PCI總線和打印機接口設計加密電路。利用CPLD設計電路,具有加密性能好的特點。通過串行EEPROMAT93C46設計一個并行加密電路,密碼存儲在電路器件中。ISA總線直接對CPLD進行讀取密碼。PCI總線可以通過W89C940af對CPLD操作,讀取設置密碼。
Abstract:
Key words :
引言
計算機硬件技術在不斷進步,例如CPU的運行速度由初期的2~16MHz,到如今的1GHz以上,內存由原來的1Mbit到現在的256~512Mbit,這些都給軟件運行提供了良好的環境,同時也帶動了計算機軟件行業的大力發展。
隨著軟件產品的廣泛應用,對軟件的知識產權保護也開始重要。軟件產品通過系列號碼加密,每一個軟件均有唯一的產品系列號碼。軟件產品配置加密電路板后,軟件產品和該產品軟件加密板同時售出,用戶在使用時一套軟件要配備一塊加密板,通過控制加密板,就可以保證軟件產品安全。

計算機訪問外部設備地址
計算機系統是通過主板上的I/O接口地址來實現訪問外部設備的。例如,讀取硬盤中的數據是通過直接訪問1F0~1F7H的接口地址,也就實現了訪問硬盤的操作。當鼠標器連接到串行口COM2時,計算機在上電復位時自動啟動鼠標的串行通訊功能。計算機的系統接口地址如表1所示,在表中簡要介紹了主要的系統地址,還有一些接口地址未列入其中,其中并行接口LPT1和LPT2為專用打印機使用,地址分別是278~27FH、378~37FH。計算機接口被不斷的開發,并行接口已經有了更多的用途。

基于ISA總線的加密電路
利用計算機ISA總線設計一個密碼電路,可以實現加密的目的。ISA總線加密電路如圖1所示,利用Xilinx等公司可編程邏輯器件(CPLD)可以設計一組加密電路。在電路中,IC1 是Xilinx公司的可編程邏輯器件XC9572,有84個引腳,其中可作為I/O的有68個引腳,內部有1600個邏輯門,72個宏單元,響應速度7~15ns。P1是ISA總線引腳。D0~D7是計算機訪問外部設備的8位數據總線,a0~a19是訪問外部設備的20條地址總線,ior是讀外部設備數據信息的讀選通線,iow是向外部設備發送信息或命令的寫選通線,rst是計算機的復位線,在復位時,加密卡與計算機同時復位。
將ISA總線的地址a(19,0)、ior、iow和aen經過譯碼作為片選、時鐘,對一組觸發器電路進行操作,就能夠讀取密碼數據。在選擇地址時,a(10)~a(19)為空,既隨機狀態。加密電路地址可以選擇打印機接口地址278H、279H、27AH。例如選擇278H,在加密電路中,通過地址278H讀取一組低8位數據D(7,0),就能夠作為軟件運行的密碼,控制軟件是工作還是退出。在圖中,利用Xilinx公司的Project Navigator軟件設計了一組只讀八-D觸發器電路,并將觸發器的輸入端A1、A2、A4、A5、A8設置為“1”電平,把A3、A6、A7設置為“0”電平,當讀取觸發器時有恒定數據9BH,此數據即為密碼。
其中ISA總線的選通278H地址的邏輯公式是:
G1 = "a<3>" * "a<4>" * "a<5>" * "a<6>" * /"a<7>" * /"a<8>" * /"a<9>" * /"a<0>" * /"a<1>" * /"a<2>" */aen */ ior (1)

基于PCI總線的加密電路
計算機的PCI總線被普遍應用,一些速度快、內存容量大的新型計算機主板已經以PCI總線為主。PCI總線的特點是體積小,速度快。設計計算機的板卡利用PCI總線是大勢所趨。利用PCI總線設計加密電路如圖2所示。電路中利用了華邦(Winband)公司生產的計算機PCI總線接口電路W89C940,最大運行速度是10MS。PCI總線與ISA總線在工作原理上有所區別。PCI總線卡必須擁有驅動程序,不同功能的計算機卡的驅動程序也不相同,因此計算機所有的PCI總線電路都必須配備一只串行EEPOAM ,例如AT93C46,用來存放驅動碼。
對圖2中加密電路進行設計時,同樣利用Xilinx公司的Project Navigator軟件設計一組可以寫數據、再讀數據的八-D觸發器電路,得到PCI總線的加密電路如圖3所示。電路的數據D[7:0]經過輸入緩沖器BUFE8輸入到八-D觸發器,其控制選通端是IN,當IN信號為“1”時,數據D[7:0]輸入到觸發器,并且鎖存數據;當輸出選通信號OUT為“1”時,輸出數據Q[7:0]傳輸到D[7:0],即讀取八-D觸發器的數據。計算機軟件在運行時,通過寫、讀數據就起到加密的作用。

并行接口的加密電路
并行加密電路的設計都是選用計算機的并行打印機接口。計算機的打印機接口LPT1,數據傳輸形式、連接器插座等在IEEE1284中有明確的規定。其主要特性是,數據傳送總線DB7~DB0,打印機工作忙時,pin1是數據鎖存信號,pin10是打印機接收數據。Atmel公司的EEPROM器件AT93C46,具有比較低的工作電流,所以將其正電源VCC連接到ERR端。其工作方式是首先輸入控制字,讀取數據就寫入讀控制字,寫器件就寫入寫控制字,之后才能讀或寫16位(16bit)數據。讀操作過程是,寫入讀控制字,寫入7位(7bit)地址,接下來就可以在輸出端接收數據,每當輸入一個時鐘,就有一位(1bit)輸出,輸出16位后自動結束。打印機接口的加密電路可以設計許多種方式,例如;時間電路,寫入電路的數據與讀出數據的時間相關。

結語
經過實際設計證明,基于計算機總線設計加密電路的方法,方便實用。這種方法的結構簡單,利用CPLD設計加密電路方便可行,能夠比較好地實現加密功能。計算機加密電路的設計有多種方法,各種方法具有不同的優缺點。實際上,在電路的設計過程中,可以增加一些邏輯功能用來實現功能加密、工作狀態加密、實時數據加密等電路,這樣能夠更好地起到真正加密的作用。

參考文獻
1黃敬禹 蘇楓. 計算機硬件維修與升級. 北京,電子工業出版社.1998,pp48~53.
2 Kevin Skahill編著. 微型計算機集成電路.南京,東南大學出版社. 1988,pp262~310.
3 薛宏熙,等.MACH可編程邏輯器件及其開發工具. 北京,清華大學出版社.1998,pp97~114

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
主站蜘蛛池模板: 精品久久久久久亚洲精品 | 欧美黄色免费大片 | 天天爽天天 | 一个人看的视频免费www | 国产大臿蕉香蕉大视频女 | 免费观看a黄一级视频 | 日本韩国欧美三级 | 一级黄色大毛片 | 国产成人不卡 | 国产亚洲精品午夜高清影院 | 中文字幕第10页 | 亚洲大尺度视频 | 中文有码中文字幕免费视频 | 午夜私人影院在线观看 视频 | 多人伦交性欧美在线观看 | 中文字幕日本在线mv视频精品 | 日韩精品中文字幕久久 | 一级做a爰片性色毛片小说 一级做a爰片性色毛片武则天五则 | 又黄又爽的美女免费视频 | 午夜精品久久久久久久久 | 欧洲成人免费高清视频 | 香蕉网站99视频丝瓜视频 | 777国产精品永久免费观看 | 国产成人综合亚洲亚洲欧美 | 最近高清中文字幕2019 | 麻豆69堂免费视频 | 乱人伦99久久 | 日韩福利一区 | 网站在线观看 | 中文字幕日韩理论在线 | 26uuu另类亚洲欧美日本一 | 丁香婷婷激情网 | 国产精品免费入口视频 | 美国一级大黄一片免费网站 | 成年福利片120秒体验区 | 久草午夜| 国产精品九九免费视频 | 国产碰碰| 国产91精品系列在线观看 | 日本黄色免费一级片 | 天堂男人2021av|