一种指纹识别移动硬盘的设计与实现

摘要

当今信息社会，国家间企业间的竞争，很大程度上取决于信息的竞争。信息情报、重要技术资料、内部文件等都是无价资源。移动存储设备容量大、存储的信息多，如果数据没有得到很好的保护，一旦设备被竞争对手获得，后果将不堪设想。因此，能够保证数据安全的移动硬盘，有着很重要的研究意义及很高的市场需求。
　　 作为一个人的身份识别手段，指纹有着其他手段不可比拟的优越性。指纹识别技术刚刚兴起时，采用的光学传感器体积庞大、成本高昂、误差率较高、环境对其影响很大。而今，指纹识别技术日渐成熟，目前主流的传感器是电容式指纹传感器，有体积小、成本低、精密度很高、适应能力强等优点，为指纹识别技术在移动存储设备上的应用创造了有利条件。
　　 通过对指纹识别存储设备的开发背景和市场需求进行深入研究后，本课题设计开发了一种指纹识别移动硬盘。本课题主要做了以下几方面的工作：
　　 (1)设计了使用可编程逻辑接口模拟标准硬盘接口进行数据传输的解决方案。
　　 (2)采用了FS7805作为主控芯片，进行了TDES加密移动硬盘的设计与实现。
　　 (3)将ATW310指纹传感器整合到系统中，实现对移动硬盘的指纹身份认证。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章概述

1.1开发背景

1.2国内外现状

1.3本论文主要工作

1.4本论文的结构简介

第2章相关技术基础

2.1 USB设备识别

2.1.1 USB描述符

2.1.2 USB设备请求

2.2 USB Mass Storage类

2.2.1 USB Mass Storage类组成

2.2.2 Bulk-Only传输协议

2.2.3 SCSI命令

2.3 ATA接口

2.3.1 ATA硬件接口

2.3.2 ATA设备的数据传输

2.3.3 ATA接口寄存器

2.4指纹采集

2.5本章小结

第3章系统总体设计

3.1系统功能图

3.2系统的总体设计

3.2.1系统架构图

3.2.2设计及实现的难点

3.3本章小结

第4章PC与主控芯片通信的实现

4.1 USB设备请求

4.2 Mass Storage类协议程序

4.2.1 Bulk-Only的实现

4.2.2 SCSI命令的处理

4.3内容加密

4.3.1 TDES模块

4.3.2内容加密的实现

4.4指纹登录验证

4.4.1指纹信息的采集

4.4.2验证结果的发送

4.5本章小结

第5章主控芯片与硬盘通信的实现

5.1交互接口设计

5.1.1 APLIF接口信号

5.1.2与硬盘的信号连接

5.2波形描述符的设计

5.2.1波形描述符的状态

5.2.2数据传输模式

5.2.3时序分析与描述符的编写

5.2.4 APLIF寄存器功能说明

5.3交互的固件程序

5.3.1 PIO模式写寄存器

5.3.2 PIO模式读寄存器

5.3.3 UDMA模式写数据

5.3.4 UDMA模式读数据

5.4本章小结

第6章应用测试

6.1系统实物图

6.2系统测试及结果分析

6.2.1测试环境

6.2.2指纹采集及认证功能测试

6.2.3读写性能测试

6.2.4压力测试

6.2.5兼容性测试

6.3本章小结

第7章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢