Дипломная работа: Устройство аппаратного шифрования данных с интерфейсом USB

1.8   Структурная схема разрабатываемого устройства

Проанализировав техническое задание, составим структурную схему устройства:

·  Устройство предназначено для аппаратного шифрования компьютерных файлов. Поэтому устройство будет использоваться в составе с персональным компьютером.

·  Устройство будет производить шифрование данных с большой скоростью (до 12 Мбит/сек). Поэтому основой устройства должен быть высокопроизводительный 32-х разрядный микроконтроллер.

·   Устройство связано с компьютером через интерфейс USB на скорости 12 Мбит/сек. Поэтому микроконтроллер, используемый в устройстве, должен быть оснащен full-speed USB контроллером.

·  Для предотвращения влияния на устройство высокочастотных помех из линии связи USB интерфейса, в состав устройства необходимо включить фильтр USB сигнала.

·  Питание устройства обеспечивается интерфейсом USB. Для обеспечения надежной работы аппаратного шифратора, необходимо предусмотреть стабилизацию и, если необходимо, преобразование полученного от USB напряжения.

·  Необходимо предусмотреть индикацию подачи питания на устройство и индикацию нормальной работы устройства.

·  Для генерации сеансовых ключей шифрования в устройстве реализован аппаратно-программный генератор случайных чисел.

·  В устройстве должна присутствовать энергонезависимая EEPROM память данных для хранения мастер ключей.

Структурная схема устройства для аппаратного шифрования информации, которая соответствует приведенным выше требованиям, изображена на рисунке 1.9.

Рис. 1.9 – Структурная схема устройства аппаратного шифрования

2.  РАЗРАБОТКА СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АППАРАТНОГО ШИФРАТОРА

2.1  Выбор элементной базы для шифратора

Согласно техническому заданию, элементная база для аппаратного шифратора должна состоять из компонентов доступных в Украине.

2.1.1   Выбор микроконтроллера

2.1.1.1  Обоснование выбора

Согласно техническому заданию, устройство должно поддерживать USB. Следовательно, нужен контроллер с поддержкой этого интерфейса.

Устройство должно шифровать файлы с максимально возможной скоростью, поэтому контроллер должен быть быстрым.

Наиболее подходящими контроллерами являются Atmel AT91SAM7S64, Atmel AT89C5131, Philips LPC2141, Philips LPC2142.

Таблица 2.1 – Параметры микроконтроллеров

Выберем один из них по матрице параметров:

1)  ;

2)  Составим матрицу приведенных параметров:

-  если большее значение параметра  соответствует лучшему качеству ИМС, то ;

-  если параметр не удовлетворяет этому условию, то .

;

3)  Составим матрицу нормированных параметров A:

, где  – максимальное значение j-го параметра.

;

4)  Вычислим оценочную функцию :

;

Т.к.  наименьшее, то AT91SAM7S64 будет оптимальным выбором.

2.1.1.2  Технические характеристики микроконтроллера AT91SAM7S64.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14