EETOP 论坛 LX9 开发板试用活动基于 LX9 构建文件保密系统因工作较忙, 调试时间不是很长, 试用报告可能有不够详尽的地方, 非常抱歉, 也请多多包涵 ~ 本次试用主要是了解 LX9 设计情况, 并尝试将 LX9 构建成一个文件加解密设备, 通过串口 ( 原拟用网口, 但因时间关系,

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浈坂骆
4 years ago
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1 基于 LX9 构建文件保密系统因工作较忙, 调试时间不是很长, 试用报告可能有不够详尽的地方, 非常抱歉, 也请多多包涵 ~ 本次试用主要是了解 LX9 设计情况, 并尝试将 LX9 构建成一个文件加解密设备, 通过串口 ( 原拟用网口, 但因时间关系, 选用了较简单的串口 ) 完成文件的加解密 : 加密时, 明文和密钥由计算机送给 LX9,LX9 送密文给计算机 ; 解密时, 密文和密钥由计算机送给 LX9,LX9 将明文送回电脑为了简单起见,LX9 所谓的加解密只准备进行与固定数据 0xEE 的异或操作, 暂不实现密钥的传递过程 1 结构框图

2 2 LX9 硬件平台准备这次试用尽量实现已有资源, 硬件平台以 AVS6LX9MBHP311_XPS_13_2_01 为基础进行精简, 去除不需要的模块用 XPS 打开 AVS6LX9MBHP311_XPS_13_2_01 工程, 查看原始模块, 如下图所示 1) 去除不需要的模块, 如 Ethernet_MAC,DIP_Switches_4bit,SPI_FLASH,axi_timer_0 等, 保留 LEDs_4Bits 作为状态显示备用灯, 最终模块结构如下图所示

3 2) 修改约束文件, 打开 system.ucf 文件, 如下图所示 : 删除其中 5~26 行 32~37 行,53~56 行, 即删除不用模块的约束信息 3) 生成需要的网表和 bit 文件选择 HARDWARE 菜单, 执行 clean hardware 命令选择 HARDWARE 菜单, 执行 generate netlist 命令,xps 开始产生网表文件, 不过产生过程中出现如下错误 : 在 C 盘建立 TEMP 文件夹, 重新执行 generate netlist 命令漫长的等待后产生 netlist 完毕, 执行 hardware 菜单 generate bitstream 命令, 继续等待产生 bitstream 完毕至此简单的硬件平台准备完毕, 选择菜单 project, 执行 export hardware design to SDK, 点击 export&launch SDK, 导出硬件信息, 开始进行软件设计

4 3 LX9 软件设计 Xps sdk 软件初始界面如图所示选择菜单 file new Xilinx C project, 建立新的软件工程, 设置如下图所示点击 finish, 建立软件工程

5 注意上面使用 Hello world 模板, 可以方便测试整个平台是否正常工作设置串口调试助手, 如下图所示端口号的选择在设备管理器里面查看 Silinon Labs CP210X USB TO UART Bridge 对应的数字, 波特率与 XPS 中 USB_UART 中的设置对应执行 generate linker script, 方法如下图

6 具体设置如图所示, 设置完成后点击 generate 即可执行 xilinx tools 菜单下 Program FPGA 命令, 设置如下所示

FPGA 编程完成后, 内部程序自动执行, 串口调试助手显示出 hello world, 说明平台工作正常修改 helloworld.c, 使其满足设计要求修改过程简述如下 : 加入引用头文件 : #include "xparameters.h" #include "xuartlite.h" #include "xgpio.

7 FPGA 编程完成后, 内部程序自动执行, 串口调试助手显示出 hello world, 说明平台工作正常修改 helloworld.c, 使其满足设计要求修改过程简述如下 : 加入引用头文件 : #include "xparameters.h" #include "xuartlite.h" #include "xgpio.h" 定义变量 : XUartLite ptruart; u8 ibuff[10]; u8 obuff[10]; XGpio ptrgpio; u32 loop_cnt; init_platform() 下一行加入如下程序语句 : XUartLite_Initialize(&ptrUart, XPAR_USB_UART_DEVICE_ID); XUartLite_ResetFifos(&ptrUart);

$XGpio_Initialize(&ptrGpio,XPAR_LEDS_4BITS_DEVICE_ID); XGpio_SetDataDirection (&ptrgpio,1,0); loop_cnt = 0; while(1) { loop_cnt ++ ; loop_cnt = loop_cnt%0x3ffff;$

8 XGpio_Initialize(&ptrGpio,XPAR_LEDS_4BITS_DEVICE_ID); XGpio_SetDataDirection (&ptrgpio,1,0); loop_cnt = 0; while(1) { loop_cnt ++ ; loop_cnt = loop_cnt%0x3ffff; if(xuartlite_recv(&ptruart,ibuff,1)==1) { obuff[0] = ibuff[0] ^ 0xee; XUartLite_Send(&ptrUart,obuff,1); } if(loop_cnt>0x20000) { XGpio_DiscreteClear(&ptrGpio,1,0x1); }else{ XGpio_DiscreteSet(&ptrGpio,1,0x1); } } 修改完成后保存文件,xps SDK 自动编译右键点击 encrypt 项目, 修改编译配置为 release 版本, 如下图所示重新编译, 生成 release 版本的 encrypt.elf 程序

9 4 LX9 固件程序生成及 FLASH 编程回到 XPS 界面, 将生成的 release/encrypt.elf 加入 project, 如下图所示选择菜单 device configuration, 执行命令 update bitstream, 生成 download.bit 文件, 该文件

10 为合并了硬件平台信息和 block ram 软件信息的文件将 download.bit 写入 spi_flash 中, 具体过程见 U70_Avnet_Spartan-6_LX9_MicroBoard_Configuration_Guide_v1_3 5 计算机软件设计计算机程序暂时设计得比较简单, 就是一个简要的串口收发程序, 软件界面如下所示其中第一个选择按钮为选择输入文件 : 加密时为明文文件, 解密时为密文文件, 该文件选择后, 输出路径和输出文件为自动设置 ; 第二个选择按钮设置输出文件及路径, 可以不进行设置使用默认值因为软件比较简单, 这里不做详细说明 6 测试及结果用 ultraedit 产生一个全 F 文件 ( 文件名 f.bin) 进行测试下图为 f.bin 文件内容

11 下图为计算机软件设置下图为输出的 f_out.bin 内容下图为解密设置下图为解密后禅师的 f_out_out.bin 文件内容

12 可见, 可以完成预定的功能下面测试一个文本文件, 文件名为 t.txt, 内容如下 : 仍然以二进制形式查看, 如下所示 : 明文 : 密文 :

13 解密后 : 很奇怪, 解密后二进制对照正确, 但二进制后面文本不对, 不过以文本形式查看还是正确的, 如下 : 下面, 对一个图片加密, 文件名 image.jpg, 图片如下所示这里, 直接进行加密和解密, 然后使用 ultraedit 进行二进制对比, 如下所示 :

对比结果虽然正确, 但是这次加 / 解密也充分体现了串口的慢速,136K 的文件, 加密和解密总共用时约 7 分钟, 可见速度之慢 ( 如下图, 通过解密后文件与加密后文件的创建时间, 可以大致推出加密和解密时间 ) 7 试用结论及感触本次试用, 因为和工作有冲突, 测试不是很全面, 感觉有些遗憾另外也耽搁了时间, 非常抱歉就技术方面来说, 本次试用设计的这个东西还有不完善的地方,

14 对比结果虽然正确, 但是这次加 / 解密也充分体现了串口的慢速,136K 的文件, 加密和解密总共用时约 7 分钟, 可见速度之慢 ( 如下图, 通过解密后文件与加密后文件的创建时间, 可以大致推出加密和解密时间 ) 7 试用结论及感触本次试用, 因为和工作有冲突, 测试不是很全面, 感觉有些遗憾另外也耽搁了时间, 非常抱歉就技术方面来说, 本次试用设计的这个东西还有不完善的地方, 个人认为主要有 : 1 结构不是最好的就 LX9 而言, 如果要实现本文的功能, 最好还是用网口, 速度快, 可以满足大文件加密要求 2 算法比较简单如果时间允许, 将 aes 或者其他公开算法或者个人设计的算法放进去, 对个人文件进行加密, 才能更安全的保密个人信息 3 本文开头提出的认证过程没有实际实现, 这样每个人都可以用 LX9 进行加 / 解密, 达不到安全保密的目的最后, 非常感谢 avnet 提供这次机会给我试用 LX9,LX9 是个个头小巧功能也挺强大的板子, 对进行原型设计很有参考价值提交试用报告的同时, 同时提交了 FLASH 数据文件 download.mcs, 计算机软件程序 RS232.EXE 和几个测试文件, 有兴趣的可以自己试验一下

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一登录 crm Mobile 系统 : 输入 ShijiCare 用户名和密码, 登录系统, 如图所示 : 第 2 页共 32 页第 1 页共 32 页 crm Mobile V1.0 for IOS 用户手册一登录 crm Mobile 系统 : 输入 ShijiCare 用户名和密码, 登录系统, 如图所示 : 第 2 页共 32 页二 crm Mobile 界面介绍 : 第 3 页共 32 页三新建 (New) 功能使用说明 1 选择产品第 4 页共 32 页 2 填写问题的简要描述和详细描述第 5 页共