一种基于XC7K325T芯片的PCI-E接口密码卡制造技术

本发明专利技术公开了一种基于XC7K325T芯片的PCI

【技术实现步骤摘要】
一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡


[0001]本专利技术涉及服务器领域，特别是涉及一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡。

技术介绍

[0002]目前，公知的密码卡大都采用串口、USB接口作为密码卡与主机的交互接口，由于串口、USB通信速率比较低，不能满足加密机等设备的高速加密的要求。
[0003]针对上述问题本专利技术采用了通信速率较高的PCI
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E接口作为加密卡与主机交互的接口，通过桥片的方式实现与主机进行通讯，另外，加密卡采用FPGA芯片作为管理核心，外加国家密码局批准的密码算法芯片作为运算单元。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡，采用了通信速率较高的PCI
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E接口作为加密卡与主机交互的接口，通过桥片的方式实现与主机进行通讯，另外，加密卡采用FPGA芯片作为管理核心，外加国家密码局批准的密码算法芯片作为运算单元。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡，包括核心处理器和电源转换芯片，所述核心处理器通过FMC总线与SM1运算芯片相连接，所述核心处理器采用FMC总线与主控芯片连接，所述主控芯片采用SPI接口与第二Flash内存芯片连接，所述核心处理器通过SPI接口与第一Flash内存芯片连接，所述主控芯片采用SPI与两个随机数发生器芯片连接，所述主控芯片与秘钥管理芯片采用SPI接口连接，所述核心处理器通过PCI
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E总线与PCI
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E金手指交互接口连接，所述核心处理器通过JTAG总线与JTAG调试接口连接，所述主控芯片采用TTL电平UART总线和串口管理调试口连接和JTAG总线与JTAG调试接口连接，所述电源转换芯片分别与核心处理器、第一Flash内存芯片、第二Flash内存芯片、主控芯片、运算芯片、SM2运算芯片、秘钥管理芯片和随机数发生器芯片电连接。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述电源转换芯片转换电压分别为3.3V，1.8V，1.2V，1.0v，且均是由12v输入电源转换。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一Flash内存芯片和第二Flash内存芯片均采用具备断电保护的防丢失存储芯片，所述第一Flash内存芯片用作核心处理器的信息存储及其储存各芯片的启动文件，所述第二Flash内存芯片用于对ARM相关程序的存储。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述主控芯片具体采用SM32H753VI芯片，用于ARM的控制芯片。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述核心处理器采用XILINX公司XC7K325T芯片，主要为该加密卡的核心数据处理。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述秘钥管理芯片具体采用ACL16芯片，所述秘钥管理芯片主要用于管理用户秘钥的信息。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述随机数发生器芯片用于进行物理真随机数的产生。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述JTAG调试接口用于下载程序及程序调试时在线仿真功能。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述串口管理调试口用于打印输出调试信息且保持与程序调试者的输入输出交互。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述PCI
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E金手指交互接口用于该加密卡与其服务的上位机进行信息交互。
[0015]与现有技术相比，本专利技术能达到的有益效果是：
[0016]通过采用XILINX公司XC7K325T芯片，具有标准的FMC接口，符合VITA57.1规范，支持x8 GTX@10Gbps/lane高速串行总线，80对LVDS信号和IIC总线接口，4路10G SFP+光纤通道，支持单模与多模光纤和RapidIO、Aurora、万兆以太网等高速串行传输协议，符合SATA3.0标准且支持6Gbps/lane线速率，存储带宽可达1.6GByte/s，缓存容量最大支持4GByte DDR3 SDRAM，同时在总线接口单元上采用了DMA和多缓冲流水线调度技术，使总线数据传输和密码运算并发执行，可以完成加密解密运算以及对密钥的管理，算法种类包括SM1、SM2、SM3、SM4国密算法，与传统方案相比，这种密码卡不仅具有数据传输和处理速率快的特点，同时也具有很高的安全性，这种加密卡可以进行高速加解密运算，解决了传统加密卡的芯片种类多，数据处理性能低，制造成本偏高的问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术加密卡的主体结构示意图；
[0018]图2为本专利技术加密卡的总线连接示意图；
[0019]图3为本专利技术加密板卡外形尺寸结构示意图。
[0020]其中：1、核心处理器；2、第一Flash内存芯片；3、第二Flash内存芯片；4、主控芯片；5、SM1运算芯片；6、SM2运算芯片；7、秘钥管理芯片；8、随机数发生器芯片；9、JTAG调试接口；10串口管理调试口；11、PCI
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E金手指交互接口；12、电源转换芯片；13、JTAG调试接口。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术实现的技术手段；创作特征；达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术，但下述实施例仅仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料；试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0022]实施例
[0023]如图1
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3所示，本专利技术提供一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡，包括核心处理器1和电源转换芯片12，核心处理器1通过FMC总线与SM1运算芯片5相连接，核心处理器1采用FMC总线与主控芯片4连接，主控芯片4采用SPI接口与第二Flash内存芯片3连接，核心处理器1通过SPI接口与第一Flash内存芯片2连接，主控芯片4采用SPI与若干个随机数发生器芯片8连接，主控芯片4与秘钥管理芯片7采用SPI接口连接，核心处理器1通过PCI
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E总线
与PCI
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E金手指交互接口11连接，核心处理器1通过JTAG总线与JTAG调试接口9连接，主控芯片4通过JTAG总线与JTAG调试接口13连接，主控芯片4采用TTL电平UART总线和串口管理调试口10连接，电源转换芯片12分别与核心处理器1、第一Flash内存芯片2、第二Flash内存芯片3、主控芯片4、运算芯片、SM2运算芯片6、秘钥管理芯片7和随机数发生器芯片8电连接。
[0024]通过采用X本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡，包括核心处理器(1)和电源转换芯片(12)，其特征在于：所述核心处理器(1)通过FMC总线与SM1运算芯片(5)相连接，所述核心处理器(1)采用FMC总线与主控芯片(4)连接，所述主控芯片(4)采用SPI接口与第二Flash内存芯片(3)连接，所述核心处理器(1)通过SPI接口与第一Flash内存芯片(2)连接，所述主控芯片(4)采用SPI与两个随机数发生器芯片(8)连接，所述主控芯片(4)与秘钥管理芯片(7)采用SPI接口连接，所述核心处理器(1)通过PCI
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E总线与PCI
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E金手指交互接口(11)连接，所述核心处理器(1)通过JTAG总线与JTAG调试接口(9)连接，所述主控芯片(4)通过JTAG总线与JTAG调试接口(13)连接，所述主控芯片(4)采用TTL电平UART总线和串口管理调试口(10)连接，所述电源转换芯片(12)分别与核心处理器(1)、第一Flash内存芯片(2)、第二Flash内存芯片(3)、主控芯片(4)、运算芯片、SM2运算芯片(6)、秘钥管理芯片(7)和随机数发生器芯片(8)电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡，其特征在于：所述电源转换芯片(12)转换电压分别为3.3V，1.8V，1.2V，1.0v，且均是由12v输入电源转换。3.根据权利要求1所述的一种基于XC7K325T芯片的PCI
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E接口密码卡，其特征在于：所述第一Flash内存芯片(2)和第二Flash内存芯片(3)均采用具备断电保护的防丢失存储芯片，所述第一Flash内存芯片(2)用作核心处理器(1)的信息存储及其启动文件，所述第二Flash内存芯片(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉浩，朱冰，周伟，肖隆腾，
申请(专利权)人：神州龙芯智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：