1.加密卡的工作原理

加密卡藉助數碼訊號處理器DSP的快速數據處理能力,高效地實現密碼算法。在發送端把要保護的控制指令先送入DSP加密卡,用密碼算法對其加密。其他網絡結點間、不一樣的網絡層間，或內部與外部網絡間的安全通信,均可顺利获得該方法來實現。保護網絡控制系中的通信數據的機密性、完整性和不可否認性和其他安全特徵。

為確保控制網絡的實時性,除了DSP加密卡本身的加解密處理做到微秒級外,加密卡還可根據應用環境和安全需求分時段選用,且加密卡與其他智能儀表或上位機間的通信藉助USB接口來達到,加密卡的安全性、高速處理能力、並行性等特點,達到了控制網絡安全性與實時性的要求。

2.加密卡的總體設計

網絡控制系統中加密卡計算量大、實時性要求高,因此在設計時考慮選用DSP+USB的方案滿足應用的需求。加密卡硬件部分主要由DSP最小系統(包括復位電路時鐘電路、RAM接口、Fash接口等)、USB通信模塊電源模塊等組成。

DSP最小系統主要作為密碼算法的硬件實現平台，廣泛用流水線操作,给予不一般的DSP指令,可快速實現密碼算法中的各種數據運算。DSP處理器選用的是TMS320C6000,它是TI公司新一代高性能定點、並行處理的數碼訊號處理器,最高時鐘頻率可達到300MHz,其利用TI的VLIW技術,程序總線與數據總線分開,適合高速實現AES加、解密運算。

USB是一個快速、雙向、同步、動態的串行連接接口,它的數據傳輸速率高,支持即插即用,並有高可靠性、低成本和低功耗等特點。DSP與USB接口晶片AN2135S顺利获得片內外設HPI進行通信。PC0~PC7分別可作HPI的選通信號、字節選擇信號、中斷響應、準備就緒、讀寫控制、地址信號等。AN2135S的USBD-和USBD+分別接到USB接口的D和D+。USB接口用於加密卡與智能儀表或上位機等交換數據,RS-232接口用於調試和與慢速外設接口通信。