為了滿足物理隔離網(wǎng)閘設(shè)計(jì)需求和信息安全領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備自主可控要求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于國(guó)產(chǎn)2K1000龍芯處理器和Linux開(kāi)源操作系統(tǒng)的物理隔離網(wǎng)閘。該系統(tǒng)滿足了網(wǎng)閘內(nèi)外網(wǎng)接口的物理隔離通信的需求,關(guān)鍵器件及軟件實(shí)現(xiàn)了自主可控。 

【文章來(lái)源】：佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年03期

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

物理隔離網(wǎng)閘系統(tǒng)原理

龍芯2K1000是龍芯中科技術(shù)有限公司推出的一款低功耗、性能先進(jìn)的處理器,主要面向于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域,采用40nm工藝,片內(nèi)集成2個(gè)主頻 1GHzGS264 處理器核,并集成了64位DDR3 控制器以及各種系統(tǒng)IO接口,因此在本設(shè)計(jì)中,內(nèi)網(wǎng)處理單元、外網(wǎng)處理單元均采用龍芯2K1000處理器為核心,利用龍芯2K1000豐富的片上資源,構(gòu)成2路千兆以太網(wǎng)通訊接口、1路PCI-E擺渡單元接口,并利用LIO本地總線接口擴(kuò)展了1路百兆以太網(wǎng)配置接口。圖2為內(nèi)外網(wǎng)處理單元硬件硬件設(shè)計(jì)框圖,其中DDR3采用4片紫光HXI15H4G160,單片為16位512MB,構(gòu)成64位2GB DDR3存儲(chǔ)器系統(tǒng)。BIOS采用華邦W25Q80BV SPI Flash,容量為1MB。文件系統(tǒng)基于SLC NAND存儲(chǔ)器,采用三星K9F1G08U0C,容量為128MB。通訊用網(wǎng)口設(shè)計(jì)為2路千兆以太網(wǎng),千兆PHY采用KSZ9031RN,通過(guò)RMII接口與2K1000片內(nèi)集成的GMAC連接。配置用網(wǎng)口設(shè)計(jì)為百兆以太網(wǎng),采用DM9000AEP,通過(guò)2K1000集成的外部總線接口LIO連接。

如系統(tǒng)原理所述,擺渡單元實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外網(wǎng)之間的物理連接斷開(kāi)及數(shù)據(jù)擺渡。該單元硬件基于Lattice公司的ECP5系列FPGA,型號(hào)為L(zhǎng)FE5UM-45F-8BG381C,內(nèi)置2路SERDES硬核,可實(shí)現(xiàn)2路PCIe接口分別與內(nèi)網(wǎng)處理單元及外網(wǎng)處理的單元連接,利用FPGA集成的1944Kb Embedded Memory設(shè)計(jì)了容量為192KB的雙端口SRAM用于內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)擺渡。另外根據(jù)物理隔離網(wǎng)閘內(nèi)外網(wǎng)之間PCIE接口物理連接斷開(kāi)要求,設(shè)計(jì)了總線控制模塊,該模塊主要接收內(nèi)外網(wǎng)處理單元傳輸請(qǐng)求信號(hào)及雙端口SRAM控制信號(hào),根據(jù)這些信息決定內(nèi)網(wǎng)處理單元及外網(wǎng)處理單元PCIE接口的通斷[3]。擺渡單元FPGA結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。3 軟件設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于軟件的安全網(wǎng)閘實(shí)現(xiàn)技術(shù)[J]. 李炫均,李朝銘.  信息技術(shù)與信息化. 2019(01)
[2]Linux下的PCIE同步時(shí)鐘卡的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)[J]. 楊兵見(jiàn),魏豐,陳永志.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2017(01)
[3]基于FPGA的高速網(wǎng)閘交換卡的設(shè)計(jì)[J]. 曹旭東,張實(shí).  科學(xué)技術(shù)與工程. 2013(22)

碩士論文
[1]基于物理隔離技術(shù)的網(wǎng)閘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王博.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2922306