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基于计算机总线的CPLD加密电路
来源:  作者:本站


摘 要: 本文采用计算机ISA、PCI总线和打印机接口设计加密电路。利用CPLD设计电路,具有加密性能好的特点。通过串行EEPROM AT93C46设计一个并行加密电路,密码存储在电路器件中。ISA总线直接对CPLD进行读取密码。PCI总线可以通过W89C940af对CPLD操作,读取设置密码。

关键词:计算机;加密电路;ISA和PCI总线

引言

计算机硬件技术在不断进步,例如CPU的运行速度由初期的2~16MHz,到如今的1GHz以上,内存由原来的1Mbit到现在的256~512Mbit,这些都给软件运行提供了良好的环境,同时也带动了计算机软件行业的大力发展。
随着软件产品的广泛应用,对软件的知识产权保护也开始重要。软件产品通过系列号码加密,每一个软件均有唯一的产品系列号码。软件产品配置加密电路板后,软件产品和该产品软件加密板同时售出,用户在使用时一套软件要配备一块加密板,通过控制加密板,就可以保证软件产品安全。

计算机访问外部设备地址

计算机系统是通过主板上的I/O接口地址来实现访问外部设备的。例如,读取硬盘中的数据是通过直接访问1F0~1F7H的接口地址,也就实现了访问硬盘的操作。当鼠标器连接到串行口COM2时,计算机在上电复位时自动启动鼠标的串行通讯功能。计算机的系统接口地址如表1所示,在表中简要介绍了主要的系统地址,还有一些接口地址未列入其中,其中并行接口LPT1和LPT2为专用打印机使用,地址分别是278~27FH、378~37FH。计算机接口被不断的开发,并行接口已经有了更多的用途。

基于ISA总线的加密电路

利用计算机ISA总线设计一个密码电路,可以实现加密的目的。ISA总线加密电路如图1所示,利用Xilinx等公司可编程逻辑器件(CPLD)可以设计一组加密电路。在电路中,IC1 是Xilinx公司的可编程逻辑器件XC9572,有84个引脚,其中可作为I/O的有68个引脚,内部有1600个逻辑门,72个宏单元,响应速度7~15ns。P1是ISA总线引脚。D0~D7是计算机访问外部设备的8位数据总线,a0~a19是访问外部设备的20条地址总线,ior是读外部设备数据信息的读选通线,iow是向外部设备发送信息或命令的写选通线,rst是计算机的复位线,在复位时,加密卡与计算机同时复位。

将ISA总线的地址a(19,0)、ior、iow和aen经过译码作为片选、时钟,对一组触发器电路进行操作,就能够读取密码数据。在选择地址时,a(10)~a(19)为空,既随机状态。加密电路地址可以选择打印机接口地址278H、279H、27AH。例如选择278H,在加密电路中,通过地址278H读取一组低8位数据D(7,0),就能够作为软件运行的密码,控制软件是工作还是退出。在图中,利用Xilinx公司的Project Navigator软件设计了一组只读八-D触发器电路,并将触发器的输入端A1、A2、A4、A5、A8设置为“1”电平,把A3、A6、A7设置为“0”电平,当读取触发器时有恒定数据9BH,此数据即为密码。
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