摘要通過(guò)對(duì)處理器技術(shù)的跟蹤，給出了基于密碼算法的32位安全處理器的結(jié)構(gòu)，并對(duì)密碼算法核的結(jié)構(gòu)和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，最后結(jié)合安全處理器的應(yīng)用領(lǐng)域，充分肯定了研究安全處理器的重要性。

關(guān)鍵詞處理器、安全處理器、安全模塊、密碼模塊

1引言

現(xiàn)有的安全技術(shù)似乎始終存在著局限性，防火墻被動(dòng)防御無(wú)法阻止主動(dòng)入侵行為、應(yīng)用級(jí)過(guò)濾檢測(cè)與處理能力存在矛盾，背負(fù)眾望的IPv6技術(shù)也無(wú)法鑒別主機(jī)、用戶真實(shí)身份，無(wú)法阻止攻擊報(bào)文。當(dāng)系統(tǒng)的安全越來(lái)越岌岌可危，人們開(kāi)始嘗試從芯片的角度去解決安全難題。要保證信息安全首先要保證擁有自有版權(quán)的安全芯片。目前，安全芯片設(shè)計(jì)在信息安全領(lǐng)域已取得了很大成績(jī)，在密碼學(xué)研究方面已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平，嵌入式密碼專用芯片也已開(kāi)發(fā)成功，但密碼芯片在功能與速度方面還滯后于系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別在高速密碼芯片方面與國(guó)際先進(jìn)水平有很大差距。同時(shí)，在CPU方面，不管是通用處理器、嵌入式處理器還是專用微處理器技術(shù)已經(jīng)很成熟，國(guó)內(nèi)多個(gè)單位都把嵌入式處理器作為切入點(diǎn)，如中科院計(jì)算所的“龍芯”、北大微處理器中心的“眾志”、中芯的"方舟"等，嵌入式CPU已作為SOC芯片的核心，但很少考慮安全方面，特別是針對(duì)國(guó)內(nèi)的專用密碼算法。具有自主版權(quán)的CPU才是安全的CPU，只有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CPU不斷取得新突破，對(duì)我國(guó)的信息安全才具有重大現(xiàn)實(shí)意義。隨著網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在芯片中加入安全功能成為一種趨勢(shì)，特別是在個(gè)人電腦的芯片設(shè)計(jì)中。研制安全處理器將是今后安全產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

2安全處理器的技術(shù)跟蹤2.1嵌入式處理器

目前處理器的劃分從應(yīng)用角度出發(fā)，分三類：通用處理器、嵌入式處理器、專用處理器。這些分類都是相對(duì)的，只是在一定程度上反映CPU的特性。

摘要通過(guò)對(duì)處理器技術(shù)的跟蹤，給出了基于密碼算法的32位安全處理器的結(jié)構(gòu)，并對(duì)密碼算法核的結(jié)構(gòu)和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，最后結(jié)合安全處理器的應(yīng)用領(lǐng)域，充分肯定了研究安全處理器的重要性。

關(guān)鍵詞處理器、安全處理器、安全模塊、密碼模塊

1引言

現(xiàn)有的安全技術(shù)似乎始終存在著局限性，防火墻被動(dòng)防御無(wú)法阻止主動(dòng)入侵行為、應(yīng)用級(jí)過(guò)濾檢測(cè)與處理能力存在矛盾，背負(fù)眾望的IPv6技術(shù)也無(wú)法鑒別主機(jī)、用戶真實(shí)身份，無(wú)法阻止攻擊報(bào)文。當(dāng)系統(tǒng)的安全越來(lái)越岌岌可危，人們開(kāi)始嘗試從芯片的角度去解決安全難題。要保證信息安全首先要保證擁有自有版權(quán)的安全芯片。目前，安全芯片設(shè)計(jì)在信息安全領(lǐng)域已取得了很大成績(jī)，在密碼學(xué)研究方面已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平，嵌入式密碼專用芯片也已開(kāi)發(fā)成功，但密碼芯片在功能與速度方面還滯后于系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別在高速密碼芯片方面與國(guó)際先進(jìn)水平有很大差距。同時(shí)，在CPU方面，不管是通用處理器、嵌入式處理器還是專用微處理器技術(shù)已經(jīng)很成熟，國(guó)內(nèi)多個(gè)單位都把嵌入式處理器作為切入點(diǎn)，如中科院計(jì)算所的“龍芯”、北大微處理器中心的“眾志”、中芯的"方舟"等，嵌入式CPU已作為SOC芯片的核心，但很少考慮安全方面，特別是針對(duì)國(guó)內(nèi)的專用密碼算法。具有自主版權(quán)的CPU才是安全的CPU，只有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CPU不斷取得新突破，對(duì)我國(guó)的信息安全才具有重大現(xiàn)實(shí)意義。隨著網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在芯片中加入安全功能成為一種趨勢(shì)，特別是在個(gè)人電腦的芯片設(shè)計(jì)中。研制安全處理器將是今后安全產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

2安全處理器的技術(shù)跟蹤

2.1嵌入式處理器

汽車正經(jīng)歷著一場(chǎng)數(shù)字革命的洗禮：純機(jī)械系統(tǒng)和模擬電子的時(shí)代一去不復(fù)返?，F(xiàn)今的汽車是數(shù)字化的汽車，內(nèi)置了幾十甚至上百個(gè)嵌入式處理器，它們通過(guò)數(shù)字網(wǎng)路相互連接，以控制和優(yōu)化汽車內(nèi)幾乎每一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

將來(lái)的汽車會(huì)集成更多的處理器，因?yàn)橄冗M(jìn)的應(yīng)用和性能要求更為復(fù)雜的信號(hào)處理算法，包括安全、引擎和尾氣排放控制、駕駛者與汽車的交互界面，以及車內(nèi)信息和娛樂(lè)系統(tǒng)等。

汽車市場(chǎng)要求處理器供應(yīng)商做出長(zhǎng)期的承諾。例如，汽車制造商有時(shí)要求其供應(yīng)商對(duì)某一處理器產(chǎn)品提供長(zhǎng)達(dá)10～15年的供應(yīng)承諾。下面我們將探討針對(duì)汽車數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用的各種處理器類型，以及各個(gè)類型的優(yōu)缺點(diǎn)。此外，我們還將分析汽車應(yīng)用的特殊要求對(duì)面向汽車市場(chǎng)的處理器的影響。

汽車應(yīng)用中處理器的選擇

汽車系統(tǒng)所用處理器的選擇受多種因素的影響。最主要的選擇標(biāo)準(zhǔn)一般包括汽車認(rèn)證資格、片上集成度、性能、價(jià)格和節(jié)能等。軟件開(kāi)發(fā)工具的質(zhì)量及軟件組件的可用性也會(huì)影響到處理器的選擇。處理器供應(yīng)商對(duì)其產(chǎn)品的承諾以及將來(lái)的發(fā)展規(guī)劃等也是重要的考慮因素。

由于關(guān)系到生命安全，汽車引擎、氣囊控制和剎車系統(tǒng)等關(guān)

摘要：網(wǎng)絡(luò)處理器的設(shè)計(jì)、應(yīng)用被認(rèn)為是推動(dòng)下一代網(wǎng)絡(luò)向高性能、靈活性方向發(fā)展的核心技術(shù)。本文從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研制角度，對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理基本操作、網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)生技術(shù)需求、基本功能、體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、產(chǎn)品現(xiàn)狀、應(yīng)用前景、未來(lái)發(fā)展進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)處理器體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)分組網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展，對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提出以下要求：具有優(yōu)異性能，支持高速分組處理；具有高度靈活性，支持不斷變換高層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。傳統(tǒng)的基于GPP（GeneralPurposeProcessor）的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只滿足靈活性要求；基于ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只滿足高性能要求；網(wǎng)絡(luò)處理器能夠通過(guò)靈活的軟件體系提供硬件級(jí)的處理性能，基于NP（NetworkProcessor）的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有高性能和靈活性。

1網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)生技術(shù)需求

以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備核心部件更新為標(biāo)志，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備體系結(jié)構(gòu)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：

（1）以GPP為核心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備體系結(jié)構(gòu)

機(jī)械的安全性就是機(jī)械安全使用說(shuō)明書規(guī)定的預(yù)定使用條件下執(zhí)行其功能和在運(yùn)輸、安裝、調(diào)整、拆卸和處理時(shí)不產(chǎn)生傷害或危害健康的能力。任何一臺(tái)機(jī)械都有風(fēng)險(xiǎn),會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)都會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生、對(duì)人員造成傷害。

當(dāng)我們能夠關(guān)注機(jī)械本身的安全性能的時(shí)候,其安全功能應(yīng)該由安全自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。安全控制系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)會(huì)影響到機(jī)械的安全性能。安全控制系統(tǒng)的可靠性是衡量該臺(tái)機(jī)械是否符合安全要求的重要依據(jù)，本文對(duì)于機(jī)械制造中的安全控制系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析。

1安全控制系統(tǒng)

所謂的安全(控制)系統(tǒng),是在開(kāi)車、停車、出現(xiàn)工藝擾動(dòng)以及正常維護(hù)、操作期間對(duì)生產(chǎn)裝置提供安全保護(hù)。一旦當(dāng)工廠裝置本身出現(xiàn)危險(xiǎn),或由于人為原因而導(dǎo)致危險(xiǎn)時(shí),系統(tǒng)立即做出反應(yīng)并輸出正確信號(hào),使裝置安全停車,以阻止危險(xiǎn)的發(fā)生或事故的擴(kuò)散。它包括了現(xiàn)場(chǎng)的安全信號(hào),如緊急停止信號(hào)、安全進(jìn)入信號(hào)、閥反饋信號(hào)、液位信號(hào)等,邏輯控制單元和輸出控制單元。無(wú)論在機(jī)械制造領(lǐng)域還是在流程化工領(lǐng)域,安全控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中不可或缺的一部分。

從安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖我們可以看出,安全控制鏈由輸入(如傳感器)、邏輯(如控制器)、輸出(如觸發(fā)裝置)構(gòu)成。從邏輯上來(lái)說(shuō),對(duì)于安全信號(hào)的控制功能可以采用普通繼電器、普通PLC、標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線或DCS等邏輯控制元器件,從表面上達(dá)到我們所需要的邏輯輸出。但是,我們可以注意到,普通繼電器、普通PLC、標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線或DCS不屬于安全相關(guān)元器件或系統(tǒng)。它們?cè)谶M(jìn)行安全相關(guān)控制的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)以下安全隱患:處理器不規(guī)則、輸入/輸出卡件硬件故障、輸入回路故障(比如短路、觸點(diǎn)融焊)、輸出元器件故障(如觸點(diǎn)融焊)、輸出回路故障(如短路、斷路)、通訊錯(cuò)誤等。這些安全隱患,都會(huì)導(dǎo)致安全功能失效,從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。所以,安全控制系統(tǒng)就是要求能夠可靠的控制安全輸入信號(hào),一旦當(dāng)安全輸入信號(hào)變化或安全控制系統(tǒng)中出現(xiàn)任何故障,立即做出反應(yīng)并輸出正確信號(hào),使機(jī)器安全停車,以阻止危險(xiǎn)的發(fā)生或事故的擴(kuò)散。

安全控制系統(tǒng)的硬件主要采取了以下措施來(lái)達(dá)到安全要求:1)采用冗余性控制;2)采用多樣性控制;3)頻繁、可靠的檢測(cè)(對(duì)硬件、軟件、通訊);4)程序CRC校驗(yàn);5)安全認(rèn)證功能塊。

摘要：針對(duì)車載、機(jī)載等嵌入式計(jì)算系統(tǒng)對(duì)小體積、低功耗、高計(jì)算能力等方面的要求，基于多核處理器設(shè)計(jì)了一款非對(duì)稱嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊對(duì)外通過(guò)光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和其余設(shè)備高速連通交互，具有良好的互連通性和互操作性。采用非對(duì)稱嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)，模塊內(nèi)各處理器內(nèi)核可根據(jù)不同的任務(wù)等級(jí)或安全等級(jí)，部署不同的的任務(wù)，為整體提供公共計(jì)算能力同時(shí)時(shí)兼顧容錯(cuò)特性，有助于上層管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃分配任務(wù)，提升系統(tǒng)性能。模塊可適配嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具備良好的計(jì)算能力和實(shí)時(shí)性。

關(guān)鍵詞：多核處理器；非對(duì)稱嵌入式系統(tǒng)；光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

1概述

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，嵌入式電子系統(tǒng)逐步向著更高集成度不斷提升。以航空機(jī)載電子系統(tǒng)為例，在新型的綜合核心處理平臺(tái)上，既要保證具備足夠高的任務(wù)/數(shù)據(jù)可靠性，又要使計(jì)算節(jié)點(diǎn)/單元具有更高計(jì)算的性能、更低的功耗、占用更小的體積，因此多核處理器在機(jī)載計(jì)算等方面中得到廣泛的應(yīng)用[1]。多核處理器通常在處理器芯片上集成兩個(gè)或兩個(gè)以上的內(nèi)核，作為提升處理器性能的主要方式之一，相比通過(guò)提升內(nèi)核主頻來(lái)提升處理器性能的方式，可有效地降低處理功耗，同時(shí)還可規(guī)避處理器的主頻提升帶來(lái)的技術(shù)瓶頸等問(wèn)題[2]。相比單核處理架構(gòu)，多核處理器架構(gòu)功耗更低，通信延遲更低。多核處理器以自身的優(yōu)點(diǎn)在并行處理和高性能計(jì)算等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在嵌入式系統(tǒng)方面，根據(jù)多核處理器上各個(gè)核心是否運(yùn)行相同的任務(wù)，嵌入式系統(tǒng)可以分為兩大類：（1）非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，（2）對(duì)稱結(jié)構(gòu)。對(duì)稱結(jié)構(gòu)通常指在多核處理器的不同內(nèi)核心上運(yùn)行或部署相同或類似的任務(wù)，不同核心對(duì)于頂層應(yīng)用程序或子任務(wù)來(lái)說(shuō)可近似認(rèn)為對(duì)等。非對(duì)稱結(jié)構(gòu)通常指多核處理器的不同內(nèi)核心上運(yùn)行或部署不同的任務(wù)，各核之間的使用可根據(jù)應(yīng)用程序完成不同的任務(wù)，具有一定的獨(dú)立性[3]。在非對(duì)稱嵌入式系統(tǒng)每個(gè)核心可以運(yùn)行自己的特殊任務(wù)，對(duì)上層管理系統(tǒng)而言，可近似認(rèn)為不同核心分別為不同的計(jì)算資源，上層管理系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)和系統(tǒng)實(shí)時(shí)的計(jì)算任務(wù)對(duì)不同核心資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，特別是在系統(tǒng)需要對(duì)不同安全等級(jí)或優(yōu)先等級(jí)的任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配時(shí)，非對(duì)稱嵌入式系統(tǒng)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。采用常見(jiàn)的多核處理器設(shè)計(jì)了一款非對(duì)稱嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊對(duì)外通過(guò)光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和其余設(shè)備高速連通交互，具有良好的互連通性和互操作性。模塊可適配嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具備良好的計(jì)算能力和實(shí)時(shí)性。在此對(duì)該模塊設(shè)計(jì)從需求和軟硬架構(gòu)方面進(jìn)行闡述。

2需求分析

隨著車載、機(jī)載等嵌入式計(jì)算系統(tǒng)的任務(wù)復(fù)雜程度的增加，對(duì)嵌入式電子設(shè)備提出更高的要求。數(shù)據(jù)處理模塊作為重要的計(jì)算資源，要求具備更多、更快的數(shù)據(jù)處理和任務(wù)處理能力，要求在相同體積及功耗下具備更高計(jì)算能力、更強(qiáng)的通信性能，且系統(tǒng)需具備足夠的靈活性，可以快速維修更換和系統(tǒng)擴(kuò)展。從系統(tǒng)角度考慮，數(shù)據(jù)處理模塊需支持高速互聯(lián)總線，可接入整個(gè)機(jī)載或車載計(jì)算環(huán)境系統(tǒng)中，并為系統(tǒng)提供足夠的算例。在適配操作系統(tǒng)方面，和整個(gè)系統(tǒng)需保持一致，便于進(jìn)行上層應(yīng)用程序，并為應(yīng)用程序擴(kuò)展和移植打下良好的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)處理模塊硬件搭載與之配套軟件，可以完成系統(tǒng)要求的任務(wù)，為整個(gè)系統(tǒng)提供良好的計(jì)算資源及系統(tǒng)服務(wù)，可使上層應(yīng)用安全穩(wěn)定地運(yùn)行。充分考慮到整個(gè)系統(tǒng)資源共享及健康管理，要求數(shù)據(jù)處理模塊具備通用性，計(jì)算能力提供給整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享，處理器內(nèi)部不同核之間具有一定的容錯(cuò)特性。

自從2001年4月16日，國(guó)家環(huán)?？偩终搅恕遁p型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法(II)》，中國(guó)正逐步加快對(duì)汽車排放進(jìn)行限制的步伐。

之后，隨著中國(guó)汽車保有量和年產(chǎn)量的迅猛發(fā)展，中國(guó)為了進(jìn)一步保護(hù)環(huán)境推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，先后又了國(guó)III、國(guó)IV法規(guī)(見(jiàn)表I)，以追趕歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的法規(guī)要求。和國(guó)際上排放法規(guī)的推行數(shù)度相比，可以看出，我國(guó)推行的力度很強(qiáng)，并且推行的步伐也更快。

近幾十年來(lái)，汽車技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步是以越來(lái)越多的電子技術(shù)應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起的。電子技術(shù)在在汽車?yán)锏膹V泛應(yīng)用提高了汽車的性能，有效降低了排放，有力地推進(jìn)了汽車安全性和可靠性。而汽車電子的進(jìn)步又總是和汽車半導(dǎo)體的進(jìn)步密不可分。汽車電子的革新對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，而半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新又為汽車電子的進(jìn)步提供了必不可少的條件。動(dòng)力系統(tǒng)作為汽車電子里最重要的核心系統(tǒng)之一，半導(dǎo)體技術(shù)更是起到了非常重要的作用。半導(dǎo)體器件作為動(dòng)力系統(tǒng)的基本組成部分，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃，布局和系統(tǒng)控制戰(zhàn)略。下面從微處理器，傳感器和汽車功率器件等幾個(gè)方面介紹半導(dǎo)體技術(shù)在汽車動(dòng)力系統(tǒng)里的應(yīng)用，創(chuàng)新以及對(duì)汽車半導(dǎo)體未來(lái)的展望。

隨著汽車性能包括排放，可靠性和安全性的不斷提高，一代又一代汽車的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了非常大的變化。如果比較這一代又一代的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，傳感器，執(zhí)行器的數(shù)量明顯的增加了，控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度也大大提高了。

為了更有效控制的汽車動(dòng)力系統(tǒng)，越來(lái)越多的傳感器被應(yīng)用到系統(tǒng)當(dāng)中。傳感器可以更準(zhǔn)確的各種測(cè)量物理參數(shù)，以便于系統(tǒng)了解當(dāng)前的狀態(tài)，為準(zhǔn)確有效的控制提供了可能。一代又一代微處理器的推出，為動(dòng)力系統(tǒng)提供了越來(lái)越強(qiáng)的實(shí)時(shí)運(yùn)算能力。半導(dǎo)體功率器件的不斷更新和進(jìn)步，使得執(zhí)行器，如引擎點(diǎn)火，噴油嘴，結(jié)氣門體等的控制更加準(zhǔn)確和有效。

汽車微控制器的進(jìn)步和革新

摘要：介紹了軟件無(wú)線電系統(tǒng)的開(kāi)放式軟件通信體系結(jié)構(gòu)，提出在可重新配置的硬件平臺(tái)上建主一種分布式處理環(huán)境，運(yùn)行不同供應(yīng)商提供的軟件組件以支持各種服務(wù)，從而達(dá)到系統(tǒng)軟件的可移植性、重用性和伸縮性。

關(guān)鍵詞：軟件無(wú)線電軟件通信結(jié)構(gòu)CORBAIDL域描述體

伴隨蜂窩無(wú)線個(gè)人通信系統(tǒng)服務(wù)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了很多無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，如GSM、IS95、IS54/136、PDC等。這些空中接口對(duì)不同的應(yīng)用和服務(wù)都有各自約定的波段、調(diào)制解調(diào)機(jī)制、編解碼方式、復(fù)合接人技術(shù)和協(xié)議。可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，無(wú)線電通信系統(tǒng)必將把各種無(wú)線接入網(wǎng)集成到一個(gè)通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，通過(guò)一個(gè)硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多種標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)。二十世紀(jì)90年代初開(kāi)始，無(wú)線電的服務(wù)正從長(zhǎng)期依賴的硬導(dǎo)線連接向軟件無(wú)線電演進(jìn)。

1基本思想

軟件無(wú)線電SDR(SoftwareDefinedRadio)為以軟件方式實(shí)現(xiàn)各種空中接口，提供靈活的無(wú)線通信方式以便于實(shí)現(xiàn)靈活的傳輸機(jī)制、協(xié)議和應(yīng)用。圖1所示為多模式(多個(gè)性)的SDR系統(tǒng)的功能模塊及標(biāo)準(zhǔn)接口點(diǎn)約定，其中無(wú)線電節(jié)點(diǎn)指基站或移動(dòng)終端。多模式技術(shù)要求可在一個(gè)以上的信道RF頻帶上接人，在圖1中為信道集。

圖1

射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)平穩(wěn)地滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面。從超市的庫(kù)存管理到快速收款,這項(xiàng)技術(shù)正改變著許多現(xiàn)有的應(yīng)用并支持新的應(yīng)用。在RFID前端,“信號(hào)鏈”從有效裝置上的小標(biāo)簽開(kāi)始,將信息傳送給一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器,當(dāng)標(biāo)簽出現(xiàn)在特定的區(qū)域內(nèi)時(shí),閱讀器檢測(cè)。在RFID后端,基于服務(wù)器的系統(tǒng)保持并更新標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)。RFID系統(tǒng)框圖如圖1所示。

當(dāng)今,大多數(shù)RFID閱讀器都采用多個(gè)處理器來(lái)滿足應(yīng)用需求。通常其中一個(gè)是連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的信號(hào)處理器。另一個(gè)是與本地或者遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的網(wǎng)絡(luò)處理器,用于信息存儲(chǔ)和恢復(fù)。但Blackfin系列等處理器能夠管理這些不同的功能——信號(hào)轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)連接。

本文首先介紹了RFID技術(shù)以及它能支持的當(dāng)前和未來(lái)的應(yīng)用。然后,針對(duì)RFID閱讀器的功能,本文將研究運(yùn)行在RFID閱讀器和服務(wù)器連接所需要的基本軟件組成。

RFID系統(tǒng)概述

RFID是一種采用射頻(RF)傳輸識(shí)別代碼、分類代碼和(或)跟蹤目標(biāo)的通信系統(tǒng)。每個(gè)目標(biāo)都有自己的RFID標(biāo)簽(也稱為應(yīng)答器)?？傁到y(tǒng)用一個(gè)標(biāo)簽閱讀器接收每個(gè)標(biāo)簽的RF信號(hào)。閱讀器的嵌入式軟件管理查詢、接收標(biāo)簽信息的解碼和處理以及與存儲(chǔ)系統(tǒng)通信、收藏標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)和其他相關(guān)信息。

RFID的應(yīng)用

摘要：網(wǎng)絡(luò)處理器的高速處理和靈活的可編程性，使它成為當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)處理的有效解決方案。本文深入探討網(wǎng)絡(luò)處理器的軟件開(kāi)發(fā)模型。首先，介紹IntelIXP2400網(wǎng)絡(luò)處理器硬件結(jié)構(gòu)和軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，然后給出基于網(wǎng)絡(luò)處理器的路由轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例，闡述網(wǎng)絡(luò)處理器開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最后提出網(wǎng)絡(luò)處理器軟件開(kāi)發(fā)所面臨的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)處理器軟件開(kāi)發(fā)模型微引擎微模塊核心組件

引言

隨著當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和性能迅速增長(zhǎng)，Internet主干網(wǎng)絡(luò)流量的指數(shù)性增長(zhǎng)及新業(yè)務(wù)接連的出現(xiàn)，這就要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有線速和智能的處理能力。網(wǎng)絡(luò)處理器NP（NetworkProcessor）便是一種新興、有效的統(tǒng)一解決方案。它適用于各層網(wǎng)絡(luò)處理，具有ASIC高速處理性能和可編程特性，既能保證系統(tǒng)靈活性，又能完成線速處理數(shù)據(jù)包所要求的高性能硬件功能。目前，網(wǎng)絡(luò)處理器已經(jīng)涌現(xiàn)出了一些成功的應(yīng)用范例。這些應(yīng)用主要包括：基于網(wǎng)絡(luò)處理器的路由交換設(shè)備、智能安全設(shè)備和入侵檢測(cè)設(shè)備等。比如，北京聯(lián)想使用IBM的PowerNP構(gòu)成了電信級(jí)的防火墻設(shè)備。與此同時(shí)，圍繞著網(wǎng)絡(luò)處理器應(yīng)用展開(kāi)的相關(guān)研究也得到了飛速發(fā)展，一些企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)也給予了足夠重視。例如，Intel專門投資支持全球100所大學(xué)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)處理器及其相關(guān)應(yīng)用的研究。

由于網(wǎng)絡(luò)處理器特殊的體系結(jié)構(gòu)，它的軟件編程模型與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用/嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)有較大不同，更為復(fù)雜。本文將以IntelIXP2400網(wǎng)絡(luò)處理器為例，對(duì)網(wǎng)絡(luò)處理器軟件開(kāi)發(fā)模型進(jìn)行較為詳細(xì)地探討。

1網(wǎng)絡(luò)處理器硬件架構(gòu)