一种指纹识别移动硬盘的设计与实现

论文摘要

当今信息社会,国家间企业间的竞争,很大程度上取决于信息的竞争。信息情报、重要技术资料、内部文件等都是无价资源。移动存储设备容量大、存储的信息多,如果数据没有得到很好的保护,一旦设备被竞争对手获得,后果将不堪设想。因此,能够保证数据安全的移动硬盘,有着很重要的研究意义及很高的市场需求。作为一个人的身份识别手段,指纹有着其他手段不可比拟的优越性。指纹识别技术刚刚兴起时,采用的光学传感器体积庞大、成本高昂、误差率较高、环境对其影响很大。而今,指纹识别技术日渐成熟,目前主流的传感器是电容式指纹传感器,有体积小、成本低、精密度很高、适应能力强等优点,为指纹识别技术在移动存储设备上的应用创造了有利条件。通过对指纹识别存储设备的开发背景和市场需求进行深入研究后,本课题设计开发了一种指纹识别移动硬盘。本课题主要做了以下几方面的工作:(1)设计了使用可编程逻辑接口模拟标准硬盘接口进行数据传输的解决方案。(2)采用了FS7805作为主控芯片,进行了TDES加密移动硬盘的设计与实现。(3)将ATW310指纹传感器整合到系统中,实现对移动硬盘的指纹身份认证。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 开发背景
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本论文主要工作
• 1.4 本论文的结构简介
• 第2章 相关技术基础
• 2.1 USB 设备识别
• 2.1.1 USB 描述符
• 2.1.2 USB 设备请求
• 2.2 USB Mass Storage 类
• 2.2.1 USB Mass Storage 类组成
• 2.2.2 Bulk-Only 传输协议
• 2.2.3 SCSI 命令
• 2.3 ATA 接口
• 2.3.1 ATA 硬件接口
• 2.3.2 ATA 设备的数据传输
• 2.3.3 ATA 接口寄存器
• 2.4 指纹采集
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统总体设计
• 3.1 系统功能图
• 3.2 系统的总体设计
• 3.2.1 系统架构图
• 3.2.2 设计及实现的难点
• 3.3 本章小结
• 第4章 PC 与主控芯片通信的实现
• 4.1 USB 设备请求
• 4.2 Mass Storage 类协议程序
• 4.2.1 Bulk-Only 的实现
• 4.2.2 SCSI 命令的处理
• 4.3 内容加密
• 4.3.1 TDES 模块
• 4.3.2 内容加密的实现
• 4.4 指纹登录验证
• 4.4.1 指纹信息的采集
• 4.4.2 验证结果的发送
• 4.5 本章小结
• 第5章 主控芯片与硬盘通信的实现
• 5.1 交互接口设计
• 5.1.1 APLIF 接口信号
• 5.1.2 与硬盘的信号连接
• 5.2 波形描述符的设计
• 5.2.1 波形描述符的状态
• 5.2.2 数据传输模式
• 5.2.3 时序分析与描述符的编写
• 5.2.4 APLIF 寄存器功能说明
• 5.3 交互的固件程序
• 5.3.1 PIO 模式写寄存器
• 5.3.2 PIO 模式读寄存器
• 5.3.3 UDMA 模式写数据
• 5.3.4 UDMA 模式读数据
• 5.4 本章小结
• 第6章 应用测试
• 6.1 系统实物图
• 6.2 系统测试及结果分析
• 6.2.1 测试环境
• 6.2.2 指纹采集及认证功能测试
• 6.2.3 读写性能测试
• 6.2.4 压力测试
• 6.2.5 兼容性测试
• 6.3 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢