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PCIE密码卡
技术涉及一种基于PCle接口的密码卡及该密码卡的数据加密方法，涉及密码卡及数据加密领域。目的在于解决现有的普通密码卡密钥存储量小、数据传输延迟、响应速度慢的问题。ARM处理器和FPGA模块通过高速片内总线进行互连，ARM处理器的存储信号输出输入端与存储模块的存储信号输入输出端连接，FPGA模块的通信信号输入输出端与PCle接口的通信信号输出输入端连接，PCle接口与外部服务器连接。PCle接口接收外部服务器发送的业务处理请求包，并将业务数据存储到FPGA模块内部的RAM中；FPGA模块向ARM处理器请求业务权限并启动算法进行加密运算；ARM处理器通知FPGA模块启动PCle接口将数据回传至外部服务器。实现一个完整的密码卡功能。
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高速电路时钟信号频率较高，时钟信号的抖动、漂移、畸变对系统有很大影响，高速PCB的设计就要求信号波形受干扰要小。所以，要优先考虑系统的时钟分配和走线等问题。高速时钟信号要优先布线，其中首要考虑系统的主时钟信号线，走线要尽可能的短，走直线，且避免过孔，为防止时钟与电源之间的干扰，时钟信号也要避开电源部分。当同一电路板上用到多个不同频率的时钟时，两根不同频率的时钟线不能并行走线，而对于多个器件使用同一频率时钟信号，可采用蜘蛛型、树状型、分枝型时钟分配网络。
PCIE密码卡
高速信号布线，布线是在布局之后，按照原理图连线设计铜箔的走线。在布线过程中，也可适当合理调整布局尽量使连线短，从而减少串扰。在高速数字信号布线时，靠近多电源层的信号层布线应远离电源，高速密码卡通过PCIE插槽与PC机进行高速数据信号的传输，采用关分对走线，可尽量避免信号完整性问题。差分信号中间一般不能加地线，否则会破坏差分对信号之间的耦合效应。而差分信号布线完成之后，可在PCB高速信号周围进行敷铜，将空余没有走线的部分用接地导线全部铺满，能够提高电路的抗干扰能力。保持差分对的对称性是PCB布线的关键，若关分对长度不匹配，降低传输速率的同时也会影响系统读写数据准确性。为保证系统在同一周期议取数据有效，差分信号的延迟差需保持在允许范围内，所以其布线长度必须严格等长。为此，设计蛇形走线按照系统时序要求调节可解决这一问题。
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随着3G、4G高速网络的进一步普及,人们对高速数据传输设备的需求进一步增长,在感受到现代社会便捷的同时,其背后的重大隐患——数据泄露,也渐渐的浮现到人们的视野当中。加密技术是解决此类问题的重要措施,如今其应用范围已经深入到服务器、大型数据交换设备以及安全服务平台等设备领域。但纵观国内近年来相关领域的研究现状,部分研究还停留在效率低下的软件加密领域,部分研究虽利用了硬件实现,却存在着工作效率不高的问题,甚至有些设备直接选择利用国外的安全芯片完成设计,存在着敏感信息泄露的严重风险。本文调研了国内外新的加密卡技术,将PCI Express总线与对称加密算法DES和非对称加密算法RSA密码技术相结合,辅以FPGA硬件作为运算加速设备平台,成功设计出基于PCI Express总线的加密系统,系统兼顾采用了新一代高速I/O数据总线,能够更好的适应设备升级带来的的硬件兼容性问题。
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