基于DSP的电子支付核验卡的设计与实现

论文摘要

随着银行业电子化的发展,传统的银行票据验证方式由于效率低、安全性差,成为制约银行业务发展的一大障碍;于是,电子支付密码系统应运而生,并在银行业被广泛应用。其中,电子支付核验卡担负着主要的密码核验功能,它是整个支付核验系统的关键,其性能将直接影响到整个系统的处理能力。本课题的主要任务就是设计一块安全、高速的电子支付核验卡。 本文设计的电子支付核验卡 SZM19-AP 是基于 DSP 的多核验芯片的高速并行核验卡;它不仅可以满足核验系统安全、高速、并发的设计要求,也能够在一定程度上提高系统的核验速度。本核验卡选用 AD 公司的 ADSP-21065L 作为主要数据处理单元,控制16片国家专用标准算法芯片SSX10-A进行并行数据核验,并通过PCI桥接芯片PCI9054与主机进行通信。此外,为了进一步提高系统的安全性以及适应今后系统升级的需要,本核验卡还在 DSP 上实现了高级加密标准（AES）算法,使之不仅支持对明文数据包的核验,也支持对 AES 密文数据包的核验,这也是本核验卡的创新之处。最后,本文总结了核验卡的调试过程,并给出改进方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图、表清单
• 注释表
• 第一章 绪论
• 1.1 电子支付密码系统的产生背景
• 1.1.1 传统银行支付系统的运作模式
• 1.1.2 传统银行支付系统面临的威胁
• 1.2 电子支付密码系统简介
• 1.2.1 电子支付密码系统的运作模式
• 1.2.2 电子支付密码系统的拓扑图
• 1.2.3 电子支付密码系统的优点
• 1.3 课题来源
• 1.4 课题研究任务
• 1.5 课题创新点
• 1.6 本文的主要内容及安排
• 第二章 总体设计方案
• 2.1 系统需求
• 2.2 系统总体设计方案
• 2.2.1 总体设计思路
• 2.2.2 总体设计框图
• 2.2.3 核验系统工作流程
• 第三章 系统硬件设计与实现
• 3.1 硬件系统各功能模块介绍
• 3.1.1 数据处理核ADSP-21065L
• 3.1.2 PCI桥接芯片
• 3.1.3 CPLD逻辑控制单元
• 3.1.4 SSX10-A算法芯片
• 3.1.5 其他模块
• 3.1.5.1 时钟
• 3.1.5.2 电源模块
• 3.1.5.3 Flash加载模块
• 3.1.5.4 EEPROM加载模块
• 3.1.5.5 外部存储器SDRAM
• 3.1.5.6 总线驱动SN74LVTH16245
• 3.1.5.7 复位模块
• 3.2 系统硬件实现
• 3.2.1 系统硬件实现框图
• 3.2.2 主要硬件接口的实现
• 3.2.2.1 DSP与PCI接口
• 3.2.2.2 DSP与FLASH接口
• 3.2.2.3 DSP与SDRAM接口
• 3.2.2.4 PCI与EEPROM接口
• 3.2.2.5 算法芯片SSX10-A接口
• 3.2.2.6 CPLD逻辑控制接口
• 3.3 硬件电路的PCB设计
• 3.3.1 系统设计软件简介
• 3.3.2 核验卡PCB设计
• 第四章 系统软件设计与实现
• 4.1 DSP软件设计与实现
• 4.1.1 DSP软件开发工具
• 4.1.2 DSP软件开发流程
• 4.1.3 DSP软件设计实现
• 4.1.3.1 核验芯片调度算法
• 4.1.3.2 AES加密算法
• 4.1.3.3 Flash烧写程序的实现
• 4.2 CPLD软件设计与实现
• 4.2.1 CPLD软件开发工具
• 4.2.2 CPLD软件开发语言
• 4.2.3 CPLD软件设计流程
• 4.2.4 CPLD时序逻辑的实现
• 4.2.4.1 DSP与PCI的时序逻辑实现
• 4.2.4.2 算法芯片SSX10-A的时序逻辑实现
• 4.3 WDM驱动程序设计
• 4.3.1 WDM驱动概述
• 4.3.2 驱动开发工具
• 4.3.3 核验卡的驱动实现
• 4.3.4 驱动的安装与应用
• 第五章 AES加密算法在DSP上的实现
• 5.1 从DES到AES
• 5.2 Rijndael 算法数学基础
• 5.2.1 有限域及其多项式表示
• 5.2.2 有限域加法
• 5.2.3 有限域乘法
• 5.2.4 系数在有限域上的多项式乘法
• 5.3 Rijndael 算法设计原理
• 5.3.1 分组
• 5.3.2 轮变换
• 5.3.3 Rijndael算法流程图
• 5.4 Rijndael算法的快速实现
• 5.4.1 GF（28）上加法的实现
• 5.4.2 GF（28）上乘法的实现
• 5.4.3 系数在GF（28）上的多项式乘法的实现
• 5.4.4 字节替换的查表法实现
• 第六章 系统调试及改进
• 6.1 系统调试
• 6.1.1 硬件静态测试
• 6.1.2 上电测试
• 6.1.3 模块调试
• 6.2 系统改进
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文及参与的科研项目
• 附录一 电子支付核验卡实物图
• 附录二 电子支付核验卡原理图
• 附录三 电子支付核验卡PCB图
• 附录四 电子支付核验卡DSP源程序
• 附录五 电子支付核验卡CPLD源程序
• 附录六 电子支付核验卡FLASH加载源程序