安全结构网络终端硬件结构的设计和实现

摘要

针对网络终端信息安全问题，为了提高嵌入式计算机系统整体的安全性，863课题“安全结构智能网络终端技术”提出并研制完成了一种具有自主知识产权的面向嵌入式应用的新型计算机体系结构sCPU-dBUS。该体系结构用本地总线和网络总线两条总线取代了传统计算机体系结构中原有的一条总线。安全网络终端(SANC)作为基于SoC技术的嵌入式系统研制完成。为了提高嵌入式系统开发速度，课题提出并构建了嵌入式系统层次模型，根据嵌入式系统功能间的相互关系，将嵌入式系统划分为物理层、硬件抽象层、核心层、系统服务层以及应用层5个抽象层次，并建立了一套层次封装规范和操作接口规范。 本文设计和实现了安全结构网络终端的硬件系统。主要工作为基于嵌入式系统层次模型，完成了网络终端物理层和硬件抽象层的设计和实现。根据课题要求，完成了硬件系统的总体设计，确定了各部分的结构。在此基础上，采用SOPC技术，在Altera FPGA上设计和构建了具有单CPU双总线体系结构的网络终端SOPC系统，给出了各外设控制器在SOPC系统中的具体实现，设计了各外设控制器的驱动程序。最后给出了网络终端的主板设计，完成了主板电路图设计，布局布线、制板、焊接和调试工作，开发了网络终端样机。

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文摘

英文文摘

声明

第-章 绪论

1.1选题的背景和意义

1.2国内外研究概况

1.3本文的研究任务及获得成果

1.4章节安排

第二章 嵌入式层次模型及单CPU双总线体系结构

2.1嵌入式层次模型

2.2单CPU双总线体系结构

2.3本文实现方案

第三章SANC SoC硬件结构

3.1总体结构

3.2共享设备

3.3本地总线与网络总线设备

3.4系统物理层设计与实现

3.4.1共享设备

3.4.2本地总线与网络总线设备

3.5系统硬件抽象层设计与实现

3.5.1 VGA控制器驱动程序

3.5.2 PS2鼠标控制器驱动程序

3.5.3 USB主机控制器驱动程序

第四章主板设计

4.1主板电路

4.1.1电源电路：

4.1.2LED电路

4.1.3蜂鸣器电路

4.1.4串口电路

4.1.5 VGA接口电路

4.1.6 PS2鼠标接口

4.1.7实时时钟电路

4.1.8 10/100M以太网接口电路

4.1.9USB插座电路设计

4.2 FPGA引脚分配

4.3 SANC样机

第五章 结论和展望

5.1全文工作总结

5.2存在的问题及展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢