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原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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与主控部分FPSLIC器件连接选择I2C接口,系统主机部分发送的配置信息在W3100A部分解析TCP/IP协议的数据帧格式,然后发送给MCU。此时MCU接收到的数据是经过加密的配置信息。

1.2 FPSLIC系统

FPSIC系统接收来自W3100A系统解析后的数据,通过内部MCU将数据解密并将解密后的数据存放到存储器。当全部接收完成后,系统自动重新启动,新的配置信息将被加载,系统开始新的任务。

这个过程如图3所示。在这个过程中,除了相同的文件接收、系统解密、文件发送等相同的配置信息外,还可以根据不同的用户配置不同的软件无线电解密信息。真正软件无线电的配置信息需要等待系统终端配置完成并重新启动后,从主机端接收加密的配置信息并解密得到。这个过程如图4所示。

FPSIC系统采用Atrrlel公司的AT94K40为控制器,包含1个AVR单片机内核和l片40K门数的FPGA以及1个32K动杰分布的静杰存储器(SRAM)。

嵌入式AVR内核在单个时钟周期内执行指令。它的吞吐量接近l MIPS/MHz,而AVR的实际吞吐量可以使系统结构随着处理速度而优化电源功耗。30 MIPS的AVR内核给予增强型RISC结构,是一个集合了32个工作寄存器的指令组合系统。这些工作寄存器直接连接到算术逻辑单元,使得在单个周期内执行单条指令时,能响应2个独立的寄存器。30 MIPS的吞吐量能使FPSLIC电路适应任何高性能的应用场所。微处理器中固有的硬件乘法器支持复杂的DSP功能,并支持微处理器和FPGA及DSP的逻辑电路软件和硬件算法。

AVR单片机内核的数据总线直接和FPGA的总线资源相联结,可以将FPGA用作AVR的I/O设备。用户可以利用FPGA实现各种外设或当作协处理器。FPGA具有16条编码地址线,可以为AVR提供最多16个中断信号。在工作状态中,AVR可以对FPGA重新编程,实现系统动态配置。系统中用FPGA的中断来判断一个数据是否解密完成,完成后,继续下一个数据。AVR向FPGA发送数据的程序如下所示:
void senddata_to_fpga(void)( //发送数据到FPGA
FPGA_INT_FLAG=O;
delay(500):
FI1SCR=Ox00; //配置FPGAI/O选择线
FISUA=0x00t
FISCR=0X80; //使能FPGA_AVR中断
FIUA=OX11; //选择FPGA中断0
}
#pragma interrupt_handler FPGA_intO_isr:iv_FPGA_lNT0
void FPGA_int0_isr(void){
PORTD'=0X04;
FPGA_lNT_FLAG=1; //FPGA发送完成后,请求终端
//接收下一个数据
}
crc=crc<<1;
}

信息的加载过程中,数据帧的结构及传输协议如下:

每个数据帧都由开始位、包号码、包号校验码、数据和数据校验位五部分组成。配置信息过程中,如果出现网络中断或者人为破坏,使得配置信息不能够顺利加载,系统将根据配置信息加载信息流的传输协议返回错误信息,并中断传输,保持以前用户的信息不变。因此,当一个用户的登陆或加载失败时,系统并不受影响,而是保持原来的状态继续运行。


3 配置信息的生成和加载
不同的用户可以在自己的加密算法开发完成后,用SystemDesigner3.0所包含的下载软件CPS(Configurator Programming System)将文件下载到系统进行调试。调试成功后,再用CPS将文件从器件中读出,生成.bst文件。

读取文件时,CPS的设置如图6所示。

系统在主机端提供了二进制文件加密生成软件,可以将这个.bst文件加密并转化成.hex的二进制文件,用来配置终端系统。这个加密算法是系统本身提供的,对于任何用户都是相同的,目的在于保护终端配置信息在传输通道上的安全。二进制加密配置文件生成的过程如图7所示。当用户登录成功后,系统会根据用户信息自动配置用户预先设定好的配置信息。当返回成功配置信息后,用户就可以通过终端解密来实现软件无线电的配置。


结语
通过验证,本系统能够很好地完成远程软件无线电的安全配置,达到了预期的目的。W3100A系统利用简单的设计完成了配置系统与以太网的结合,适用于基于网络的嵌入式系统的开发。应用FPSLIC微控制器实现系统设计,具有体积小、功耗低等特点。在此平台上开发软件无线电的安全配置系统,具有很大的优越性。这种设计可以推广到更多要求高安全性的在线可编程系统应用中。



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