基于通用计算机的2乘2取2安全架构研究与实现

嵌入式安全平台存在硬件开发成本高、运算性能提升难、升级适配工作量大等限制。为此,研究基于通用计算机的2乘2取2安全架构,设计通用安全平台数据交互机制,实现系内、系间不同计算机之间的数据交互比较逻辑;系统内各计算机之间进行周期性时间校准,实现系统时钟的同步校准,保证2乘2取2机制长时间的稳定运行,构建满足SIL4安全等级的铁路信号通用安全平台。

基于88F6281的高性能嵌入式系统设计

以微处理器88F6281为核心,设计一种基于DDR2存储技术并可挂接硬盘的嵌入式系统平台。针对高频电路对信号完整性的严格要求,从电路原理与印制电路板2个方面设计该平台的主存、硬盘接口、电源等子系统。测试结果表明,该平台具有较高的性能,且稳定可靠,适合对系统性能和存储容量有较高要求的各类嵌入式应用。

一种SHA2硬件加速器的设计方法

针对SHA2硬件吞吐率难以提升的问题,提出一种提升SHA2硬件加速器性能的新方案。1)使用4 Kb的乒乓缓存存储填充好的消息块,使消息填充单元和哈希迭代运算单位两部分硬件电路得以两级流水并行处理。2)在哈希迭代运算中,提取对两轮哈希迭代运算没有依赖性的计算作为预处理,使之与迭代运算的后处理部分形成真正的流水线处理,可以避免以往研究中的伪流水线问题。3)预处理和后处理部分均采用无进位链的3:2压缩器/4:2压缩器和快速加法器等电路,使关键路径明显变短,关键路径延迟明显变小。该方案还支持SHA2双哈希计算:直接对源操作数的摘要进行第二次哈希计算,得到双哈希计算的最后结果,减少外部存储器的访问次数和数据处理,从而提升SHA2双哈希计算的处理速度。

基于二取二平台的计算机联锁软件异构性能分析及设计

为了提高联锁系统结构的效能,提出一种执行-监控的联锁结构。与同构、异构二取二结构相比,该结构在保证系统功能的前提下,通过降低软件复杂度的方法提升结构的可靠性,仿真对比实验结果表明,执行-监控软件的复杂度最低,仅为0.550,证明执行-监控结构的有效性。

牵引供电系统安全控制平台研制

随着我国电气化铁路的快速发展,牵引供电系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性亟需提升到更高的技术水平。作为高性能牵引供电系统的核心,安全控制平台的应用需求尤为迫切。基于公司承担的国家重点研发计划项目以及在信号安全控制领域的技术优势,研制了一款具有完全自主知识产权的高性能牵引供电系统安全控制平台,采用可靠性和安全性综合指标更优的二乘二取二冗余架构方案,通过安全状态机控制逻辑和多种故障-安全机制实现对随机失效的安全保证,同时设计了支持带电热插拔的各类型插件,保证控制平台的高可维护性和高可用性。经全面测试,安全控制平台通过了国际独立安全审核机构认证,符合最高安全等级——SIL4标准。牵引供电项目现场应用情况表明,控制平台运行稳定、可靠,能够显著提高牵引供电系统安全性和可靠性,缩短年平均故障时间,提升铁路运能。