MAXREFDES44

简介

智能工厂以及工业和医疗应用采用了现代SoC的灵活性和高性能。随着这些系统的互联程度越来越高，安全性成为保护知识产权、跟踪产品生命周期和防止假冒的重要功能。MAXREFDES44# 是一款基于1-Wire的非对称身份验证参考设计，旨在对Xilinx SoC的外设进行身份验证。公钥存储在Xilinx SoC上，从而无需安全秘密存储位置，而私钥则使用DeepCover^®技术存储在DS28E35上。使用提供的示例代码，SoC与DS28E35执行质询响应序列，以确保模块、外设或子系统的真实性。DS28E35通过1-Wire总线进行通信，提供标准通信接口。MAXREFDES44# 硬件（如图1所示）配备了Pmod兼容连接器，可使用Avnet MicroZed评估套件立即进行测试。这种简单设计便于快速集成到任何需要通过非对称ECDSA算法进一步提高安全性的外设中。

硬件详细说明

图2显示了该系统设计的简要实现方案。系统要求：

• 在处理系统(PS)中的ARM^® Cortex^® A9处理器上运行Cheyenne 'C' 代码
• 在可编程逻辑(PL)中运行加密安全伪随机数生成器(CSPRNG)
• PC连接到RS-232端口(USB UART)
• MAXREFDES44#带DS28E35和680Ω上拉电阻

硬件

该参考设计的硬件设置如下：

• 配备1GB RAM的PC
  • www.xilinx.com/design-tools/vivado/memory.htm
• Avnet MicroZed（通过Avnet单独购买）
  • http://microzed.org/
• Maxim DS28E35外设模块（可购买MAXREFDES44#）
  • 可在“设计资源”标签页下载原理图、BOM和PCB Gerber
• USB-A转USB-micro B电缆
• Xilinx平台电缆USB
• DS28E35EVKIT#（第二代，带DS2475，可单独购买）仅用于编程

软件

该参考设计的软件要求如下：

• Windows 7操作系统或更高版本
• Tera Term或HyperTerminal^®等终端程序
• Vivado^®设计工具(Vivado 2014.2)
  • www.xilinx.com/support/download/index.htm
• 嵌入式设计工具(Xilinx SDK 2014.2)
  • www.xilinx.com/support/download/index.htm
• 固件文件
  • 可登录MAXREFDES44#页面，在“设计资源”标签页下请求获取，并签署保密协议(NDA)：
    • MAXREFDES44_NDA_FW.zip

固件详细说明

存档的Vivado项目“MAXREFDES44.xpr.zip”包含PS和PL的所有详细信息。该存档具有基本的Zynq配置，其中包含Avnet的MicroZed Board Definition for 2014.2以及添加安全所需的CSPRNG的其他修改。Avnet的MicroZed Board Definition for 2014.2可在其MicroZed网站的文档部分找到。图3为设计框图，该设计位于“\MAXREFDES44.xpr\MZ_Zynq_HW”路径下，名为“MZ_Zynq_HW.xpr”。

PS和PL配置框图如图4所示。

本参考设计中使用的基本MIO配置是UART和GPIO接口，如图5所示。UART 1用于与终端程序通信，以便在MIO48 (tx)和MIO49 (rx)上输出外部打印语句。GPIO与MIO15 (1-Wire)和EMIO GPIO相连，宽度为1，用于与CSPRNG (rng_top_0)的内部连接。所有其他MIO配置都是Avnet MicroZed Board Definition中的默认设置，本参考设计未使用这些设置。

时钟配置设置为使用Avnet的MicroZed板定义默认值，但FCLK_CLK0信号已使能并用于提供CSPRNG，如图6所示。

CSPRNG是具有两个不同周期的两个环形振荡器的输出的异或，并由FCLK_CLK0信号进行采样以生成随机数。由于存在两个环形振荡器，因此会在PL中产生组合环路，在构建设计时通常会出错。为避免出错并提出警告，在运行完整设计之前，应在tcl控制台中运行tcl文件“project_setup.tcl”。该文件可在“/MAXREFDES44/MZ_Zynq_HW”路径下找到。

快速入门

设备要求：

• 带两个USB端口的Windows^® PC
• MAXREFDES44#板
• MAXREFDES44#支持的平台（即MicroZed套件）
• MAXREFDES44#支持的平台（即MicroZed套件）
• DS28E35EVKIT#（第二代，带DS2475）

下载并仔细阅读MAXREFDES44#快速入门指南，按照说明执行每个步骤。

1-Wire和DeepCover是Maxim Integrated Products, Inc.的注册商标。
ARM是ARM Limited的注册商标和注册服务标志。
Cortex是ARM Limited的注册商标。
Eclipse是Eclipse Foundation, Inc.的商标。
超级终端是Hilgraeve, Incorporated的注册商标。
MicroZed是Avnet, Inc.的商标。
Pmod是Digilent Inc.的商标。
Vivado和Zynq是Xilinx, Inc.的注册商标。
Windows是Microsoft Corporation的注册商标和注册服务标志。
Xilinx是Xilinx, Inc.的注册商标和注册服务标志。