基于Xilinx的片上系统的无线保密通信终端

基于Xilinx的片上系统的无线保密通信终端基于Xilinx片上系统的无线保密通信终端：基于Xilinx的片上系统的无线保密通信终端encryption/decryptionterminalbasedonFPGASOC摘要：本系统设计了一种基于XilinxSPARTAN3E的FPGA片上系统的无线加密通信终端，充分应用了软硬件编程的优势，实现了基于硬件描述语言VHDL的硬件AES加解密基于Xilinx的片上系统的无线保密通信终端本文内容：基于Xilinx的片上系统的无线保密通信终端encryption/decryptionterminalbasedonFPGASOC摘要：本系统设计了一种基于XilinxSPARTAN3E的FPGA片上系统的无线加密通信终端，充分应用了软硬件编程的优势，实现了基于硬件描述语言VHDL的硬件AES加解密和使用软核microbalze来实现流程控制、无线通信、帧结构处理和人机交互，经验证能高速有效的实现保密通信关键词：片上系统?AES加密算法?MicroBlaze?CC2420?数据帧结构??FPGA1.引言：利用软件实施加密算法已经成为实时安全通信系统的重要瓶颈。更为糟糕的是，标准的商品化CPU和DSP无法跟上数据加密算法的计算要求。此外，CPU和DSP需要完成太多的其他任务。基于FPGA高度优化的可编程的硬件安全性解决方案提供了并行处理能力，并且可以达到所要求的加密处理性能基准[1].然而如果仅使用FPGA可编程VHDL来实现的话，系统就不够灵活，升级困难，况且实现起来有很大的难度，本系统以AES加密算法为例，使用XilinxSPARTAN3E为开发平台，以xilinx的嵌入式软核microblaze为主控制器，调用fpga的硬件VHDL编程实现的AES加解密和控制CC2420来实现高速有效的数据通信。2.系统设计思想：????本设计使用硬件描述语言VHDL在FPGA数字逻辑层面上实现AES加解密，为了系统的扩展性和构建良好的人机交互，设计通过PS/2键盘输入加密密钥，并将其显示在LCD上。在软核MicroBlaze上，通过SPI总线读写FIFO和RAM控制射频芯片CC2420，使系统具有信道选择、地址识别、自动CRC校验功能，使系统更加安全、通信误码率更低。2.1数据帧结构设计为了更好的提高本系统数据的传输率，在官方zigbee的数据帧格式基础上做了修改。采用如表5-2所示的数据帧格式。数据帧发送时，CC2420自动在数据包的开始处加上前导码和帧起始分隔符在数据包末尾加CRC检验。?preambleSFDlengthdestinationsourcepayloadCRC/Corr4bytes1byte1byte1byte1byte16bytes2byte全零0x7A数据长度0x12目的地址源地址发送的16字节信息CRC校验对误标识字节?3.系统模块构成：?控制台?上位机输入Vhdl加密LCDSPI控制台?上位机输入Vhdl解密SPILCDPS/2键盘输入keyPS/2接口PS/2接口???????????????????系统总体控制数据流图3.1AES加解密模块???3.2数据4.程序的流程和主程序：?5.结论：6.参考文献：?[1]AES算法FPGA实现分析，唐金艺，海军计算技术研究所基于Xilinx的片上系统的无线保密通信终端本文关键词：终端，保密，通信，系统，Xilinx