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反熔丝FPGA在密码芯片设计中的运用

文章来源: im电竞平台官网发布时间:2022-07-01 00:16
本文摘要:1章节 随着计算机和通信的发展,信息传输过程中信息安全的重要性更加受到人们的推崇。在信息传输过程中,人们广泛使用将待传输的信息加密展开传输,然后在收端展开解密还原成信息。对信息的加解密一般来说使用两种方法:软件加解密和硬件加解密。 软件加解密构建非常简单,但需对密码算法展开多重维护存放在且加解密速度较快,而硬件加解密可减缓加解密运营速度。

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1章节  随着计算机和通信的发展,信息传输过程中信息安全的重要性更加受到人们的推崇。在信息传输过程中,人们广泛使用将待传输的信息加密展开传输,然后在收端展开解密还原成信息。对信息的加解密一般来说使用两种方法:软件加解密和硬件加解密。

软件加解密构建非常简单,但需对密码算法展开多重维护存放在且加解密速度较快,而硬件加解密可减缓加解密运营速度。在当今信息网络化的环境下,对加密的速度拒绝将更加低,如:在ATM、帧中继、ISDNPRI等领域的加密,将不会有数兆或数十兆以上的速度拒绝,所以硬件加密将是今后选用的加密手段。

目前运用的硬件加解密,大都使用SRAM型的FPGA构建,必需外挂一EEPROM存储读取FPGA的数据,这就为信息安全带给了极大隐患,特别是在运用于军事、政府等部门的保密通信产品中。拒绝最重要信息不得以明文的形式经常出现。另外,SRAM型FPGA速度较快,延迟时间长短,也大大容许了它们在一些类似场合下的运用。  2鼓吹熔丝FPGA的结构和原理  曾多次,人们为了维护芯片中的内容无法朗读而采行自定义或半自定义的办法,但这种方法生产周期长、不合适小批量生产。

反熔丝FPGA的经常出现解决问题了人们的困惑,大大便利了这种类似应用于的必须。目前,生产反熔丝FPGA芯片的厂家有QUICKLOGIC、ACTEL等几家。

其中,QUICKLOGIC公司的反熔丝FPGA在我国开始大规模应用于。  QUICKLOGIC公司的ViaLink鼓吹熔丝(Antifuse)结构是由四层金属层和中间的覆盖面积硅的钨地下通道构成。覆盖面积硅的钨地下通道具备低电阻和低电容特性,起着金属层之间绝缘层的起到,其电阻小于1千兆欧姆。

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但当编程电压起到于被自由选择的覆盖面积硅的钨地下通道时,硅将转变成较低电阻相连,其电阻大于50。因为这种结构不同于SRAM型的FPGA,它没配备存储器,因此  编程内容是不有可能被朗读的,正是该种特性使得该系列芯片在保密通信领域具备普遍的应用于前景。  反熔丝FPGA对于大多数设计可获取构建较好的性能,这是由于其可编程链路的电阻较小(反熔丝接点电阻50左右),具备较好的布线灵活性,会阻碍信号传输,并以最必要  的通路展开,因而可大大提高芯片速度。

众所周知,随着工艺的改良,SRAM型FPGA其触发器旋转速度早已做到得很高,而芯片的速度依然有限,其原因是信号在芯片内传输过程中所  耗时间占到整个时延的60%左右,这就容许了整个芯片的速度。  目前,虽然反熔丝FPGA单片密度较SRAMFPGA的单片密度较低,但对于大多数反熔丝FPGA在如下方面仍攻占先的地位:布线结构的灵活性,使软件工具需要较更容易的构建自动的布局、布线,且改动设计时,即使新的布线也可维持原配备的输出管脚恒定。同时,在鼓吹熔丝FPGA之中的设计改动一般来说能确保在时延上变化很少,这是因为布线转变时所须要的可选的可编程链路的时延减少不多。

另外,反熔丝FPGA还具备功耗较低、抗辐射能力强劲,耐高低温等优点。  因此,反熔丝FPGA的特性使得其在保密通信产品中具备类似的应用于。充分利用反熔丝FPGA的特性,可提升密码算法芯片的加解密速度,同时利用反熔丝FPGA的编程内容无法朗读,维护密码模块中的主算法,防止了其他的物理维护,从而提升了系统的安全性。


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