可重构高速数据加密系统设计和实现

为解决SM4传统加解密方式存在的速度慢、效率低、占用CPU计算资源的问题,提出了一种可重构高速数据加密系统。该系统基于Xilinx Virtex UltraScale VU9p FPGA,利用PCIe热插拔特性,可快速应用于办公主机或服务器,通过PCIe高速接口实现数据的快速传输,在FPGA内实现并行可调度SM4算法逻辑,设计有专用DMA模块,实现旁路主机CPU传输明文密文,减少主机端资源占用;采用FPGA实现的加解密系统具备可重构性,大大降低了算法迭代的硬件成本。系统分析测试和实验结果表明,该系统实现了数据的高速可靠传输与加密,总线速率达到8 GT/s,能有效满足大容量数据快速加解密的需求;采用并行可调度流水线加解密,较CPU实现方式,加解密速率提升约25.78倍。

基于SystemVerilog的图像采集压缩卡芯片验证平台设计

验证平台对视频采集压缩卡芯片的开发设计有重要作用。针对传统的验证平台在代码覆盖率以及测试效率方面存在的不足,设计了一款基于SystemVerilog搭建的验证平台,该验证平台采用面向对象程序语言设计,其中,PCIe host(RP)端采用Xilinx IP建模链路层和物理层,保证了PCIe总线环境与真实主机板卡环境相同;外部验证环境采用SystemVerilog分层设计的方法,并采用类思想进行上层验证环境设计,使较多验证组件能够移植至同一接口协议的不同类SoC;此外,在自动化验证阶段,通过仿真报告自动判断case状态,调整随机基准以及在覆盖率报告中追踪未覆盖模块路径,极大地改善了代码的边角覆盖情况,加速了回归收敛。从采集压缩仿真过程、验证自动化以及覆盖率3个方面对该验证平台进行了分析,结果表明,该验证平台可快速完成相似设计的验证模组横向移植,提高相似功能芯片的验证可靠性,节省人力,加快仿真进度,加速覆盖率收敛,缩短验证周期,增加流片成功率。