基于USB的专用模块控制程序设计

摘要

传统的单机密码服务系统不论从算法类型还是运算综合性能等方面都已无法满足安全应用的需求。随着集群系统的发展，人们开始采用基于集群架构的密码服务系统来提供高质量、高性能的密码服务。
　　 论文中讨论的密码服务系统由一个主控机和多个作为系统节点的专用模块构成，主控机和专用模块之间采用USB协议进行通信。本文主要研究应用于密码服务系统的专用模块。首先，完成专用模块软件的设计。其中USB控制器固件程序负责设备控制器的初始化，完成专用模块的枚举过程，并对驱动程序中提供的命令进行相应处理；算法管理模块根据不同加解密命令码调度相应算法模块对数据进行处理；算法模块则负责对数据的加解密。其次，完成主控机软件设计。其中专用模块USB驱动程序向主控机提供加解密模式设置、读/写数据等功能；主控机控制程序则完成任务请求的分发、任务线程的初始放置和任务迁移。专用模块软件和主控机软件配合完成密码服务系统中命令及数据的交互。该方案已成功实施，相关研究成果已应用于具体工程实践。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 论文背景及意义

1.2 研究内容及主要工作

1.3 国内外研究现状

1.4 论文结构

第二章 相关技术介绍

2.1 集群技术

2.1.1 基本概念

2.1.2 集群系统分类

2.1.3关键技术

2.2 USB技术

2.2.1 USB体系结构

2.2.2 USB通信协议

第三章 专用模块系统设计

3.1 系统架构

3.2 专用模块系统设计目标

3.3 专用模块硬件体系结构

3.3.1 硬件选型

3.3.2 基于MPC8347的最小系统

3.3.3 专用模块硬件体系结构

3.4 专用模块软件体系结构

3.4.1 专用模块软件架构

3.4.2 主控机软件架构

3.4.3 控制程序功能设计

3.4.4 软件环境介绍

第四章 专用模块软件的设计与实现

4.1 MPC8347 USB固件设计

4.1.1 固件设计

4.1.2 固件实现

4.2 算法管理模块

4.2.1 算法管理模块设计

4.2.2 算法管理模块实现

4.3 算法模块

4.3.1 算法模块结构设计

4.3.2 算法模块

第五章 主控机软件设计与实现

5.1 USB驱动程序开发

5.1.1 Linux驱动层次结构

5.1.2 USB驱动程序实现

5.1.3 设备与驱动的连接

5.2 主控机控制程序设计

5.2.1 控制模块设计

5.2.2 控制管理模块设计

第六章 系统性能优化及性能测试

6.1 系统性能优化

6.1.1 USB通信性能优化

6.1.2 系统数据处理优化

6.2 性能测试

6.2.1 通信性能测试

6.3 测试结果分析

第七章 论文总结

7.1 主要研究成果

7.2 下一步的工作

致谢

参考文献

个人研究成果