為了滿足物理隔離網(wǎng)閘設計需求和信息安全領域關鍵設備自主可控要求,設計并實現(xiàn)了一種基于國產(chǎn)2K1000龍芯處理器和Linux開源操作系統(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,關鍵器件及軟件實現(xiàn)了自主可控。 

【文章來源】：佳木斯大學學報(自然科學版). 2020年03期

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

物理隔離網(wǎng)閘系統(tǒng)原理

龍芯2K1000是龍芯中科技術有限公司推出的一款低功耗、性能先進的處理器,主要面向于網(wǎng)絡應用領域,采用40nm工藝,片內(nèi)集成2個主頻 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,因此在本設計中,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計框圖,其中DDR3采用4片紫光HXI15H4G160,單片為16位512MB,構成64位2GB DDR3存儲器系統(tǒng)。BIOS采用華邦W25Q80BV SPI Flash,容量為1MB。文件系統(tǒng)基于SLC NAND存儲器,采用三星K9F1G08U0C,容量為128MB。通訊用網(wǎng)口設計為2路千兆以太網(wǎng),千兆PHY采用KSZ9031RN,通過RMII接口與2K1000片內(nèi)集成的GMAC連接。配置用網(wǎng)口設計為百兆以太網(wǎng),采用DM9000AEP,通過2K1000集成的外部總線接口LIO連接。

如系統(tǒng)原理所述,擺渡單元實現(xiàn)了內(nèi)外網(wǎng)之間的物理連接斷開及數(shù)據(jù)擺渡。該單元硬件基于Lattice公司的ECP5系列FPGA,型號為LFE5UM-45F-8BG381C,內(nèi)置2路SERDES硬核,可實現(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設計了容量為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接口物理連接斷開要求,設計了總線控制模塊,該模塊主要接收內(nèi)外網(wǎng)處理單元傳輸請求信號及雙端口SRAM控制信號,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結構框圖如下圖所示。3 軟件設計

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于軟件的安全網(wǎng)閘實現(xiàn)技術[J]. 李炫均,李朝銘.  信息技術與信息化. 2019(01)
[2]Linux下的PCIE同步時鐘卡的設備驅動程序開發(fā)[J]. 楊兵見,魏豐,陳永志.  計算機測量與控制. 2017(01)
[3]基于FPGA的高速網(wǎng)閘交換卡的設計[J]. 曹旭東,張實.  科學技術與工程. 2013(22)

碩士論文
[1]基于物理隔離技術的網(wǎng)閘系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王博.西安電子科技大學 2014



本文編號：2922306