收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面积优化的JavaCard处理器的设计与实现

张德学  
【摘要】:JavaCard是新一代智能卡标准,具有广泛的应用。目前的JavaCard系统多是采用软件虚拟机的方式来实现,系统软件平台本身占用了大量的资源,执行效率不高,且不能适应有特殊要求的应用(如需要快速加解密运算)。解决这些问题的有效途径之一就是研究JavaCard处理器的硬件实现。 在深入研究了国内外Java硬件处理器设计相关技术,进一步分析了JavaCard系统资源非常有限的特点之后,提出了面积优化的JavaCard处理器AOJCP(Area-Optimized JavaCard Processor)的设计目标:低资源占用(最小芯片面积);低功耗;可选支持硬件AES加解密;设计成支持wishbone接口的IP core。 AOJCP是完全自主设计的,本文给出了为达到设计目标而做的设计决策、微码处理器的总体框架、单周期与控制-应答机制相结合的微码设计、基于指针的常数池解释模型等,给出了AOJCP的实现结果,并可选集成了自主设计的AES硬件模块AESCORE。 本文的成果和创新点如下: 1.针对JavaCard系统资源非常有限、软件实现的JavaCard虚拟机资源占用大、执行效率低、不适应特殊应用的问题,设计了一种基于微码、面积优化、低功耗的JavaCard处理器,在FPGA芯片XC2S400e中实现(JavaCard core连同外部rom,ram)的结果:占用1410个LogicCell(约合16K门)+23个4Kbit BlockRAM,最高时钟频率36.2MHz,平均功耗124mW。 2.单周期与控制-应答机制结合的微码设计 以简化主控逻辑为目的,设计的微码指令均不带后续操作数;数据编码到指令中;单周期与控制-应答机制结合:所有的微码指令均单周期执行,指令内建检测应答信号的硬件逻辑,无需专门的检测应答信号的微码指令,减少了微码指令个数;减少了译码逻辑,降低了资源占用;缩短了微码程序长度。 3.提出一种基于指针的常数池解释模型 常数池解释是JavaCard指令执行中常用操作,常数池解释中token定位是个


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;ARM推出SecurJC扩展智能卡安全技术方案[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年01期
2 周东升 ,薛质 ,李建华;金融智能卡的安全控制研究[J];信息安全与通信保密;2005年01期
3 黄莺;世纪末的IC卡盛会──第二届智能卡博览会侧记[J];电子产品世界;1999年08期
4 张德学;郭立;傅忠谦;何力;;JavaCard CPU的设计与FPGA实现[J];电子技术应用;2006年09期
5 张德学;郭立;傅忠谦;何力;;Javacard CPU的设计与实现[J];计算机工程;2007年10期
6 张德学;郭立;傅忠谦;;面积优化与低功耗设计的JavaCard处理器[J];中国科学技术大学学报;2008年03期
7 ;2004年国际智能卡和信息技术安全大会将在巴黎举行[J];通信世界;2004年14期
8 黄绍平;;大行其道IC卡[J];华南金融电脑;1995年05期
9 精灵;智能卡真能带来方便吗?[J];电脑;1997年12期
10 王惠生;智能卡的应用现状及其发展展望[J];中国安防产品信息;2000年04期
11 ;确保WAP的安全(下)[J];通信世界;2000年14期
12 薛丽敏,曾劲松;一种通过智能卡实现的入侵检测系统[J];计算机系统应用;2001年10期
13 颜全生;非接触智能卡校园管理系统的设计与实现[J];电力系统及其自动化学报;2001年02期
14 吴文昭;索尼加入中图智能卡市场竞争[J];金卡工程;2001年08期
15 龙夫;;新一代电子化的智能卡[J];家庭电子;2002年11期
16 刘海龙,张其善,吴今培;基于智能卡的数字签名系统的设计与实现[J];遥测遥控;2003年06期
17 申安忆;智能卡的应用与发展[J];安防科技;2003年02期
18 齐文忠;春天来了好播种[J];金卡工程;2004年03期
19 齐文忠;竞争力造就的中泰信和[J];金卡工程;2004年04期
20 齐文忠;达华&台科:务实赢得满天下[J];金卡工程;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;基于智能卡的IP加密系统[A];中国卫星应用大会论文集[C];2001年
2 李先利;王杰;张家为;;智能卡与安全[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
3 吴天文;;智能卡网络安全管理系统研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
4 朱国正;侯整风;;基于Linux平台的智能卡通用驱动模型[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
5 黄自灵;;“无现金时代”与智能卡的安全性[A];’2001天津信息技术、电子、仪器仪表学术会议论文集[C];2001年
6 张福炎;陈世福;张顺颐;徐宝文;刘风玉;秦小麟;;极具发展潜力的智能卡及相关软件产业——关于大力开发智能卡(IC卡)软件及其产业化的建议[A];普适计算及其软件新技术——第三届长三角计算机科技论坛文集[C];2006年
7 王杰;李先利;;智能卡及其在中石化加油卡系统工程中的应用[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
8 李超;辛阳;杨义先;钮心忻;;一种高安全性生物智能卡及其应用系统(英文)[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
9 王晓花;赵耿;;基域GF(2~(233))上椭圆曲线密码体制(ECC)在智能卡上的实现[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
10 王必胜;张其善;吴今培;;税控器中双智能卡通信的设计[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张德学;面积优化的JavaCard处理器的设计与实现[D];中国科学技术大学;2006年
2 刘明生;IC卡系统智能设计及多方信任计算理论研究[D];河北工业大学;2007年
3 郑猛;数字电视条件接收系统技术及智能卡机卡分离技术的研究[D];上海交通大学;2007年
4 胡兰兰;安全协议和方案的研究与设计[D];北京邮电大学;2008年
5 李超;基于PKI和PMI技术的生物认证系统研究[D];北京邮电大学;2008年
6 汪涛;基于智能卡的认证与隐私保护协议研究[D];北京邮电大学;2007年
7 沈炜;用于公平交换的若干协议和规范的研究与应用[D];浙江大学;2003年
8 赵运磊;广义公钥模型下并发及可重置的零知识证明系统[D];复旦大学;2004年
9 段斌;基于PKI的可信计算体系研究及其应用[D];湘潭大学;2004年
10 杨晨;基于双线性对的密码协议的设计与分析[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺利芳;基于感应卡的门禁监控系统的研究与实现[D];西南交通大学;2004年
2 肖衡;嵌入式Linux与智能卡互操作体系研究[D];湘潭大学;2004年
3 刘峥;社区型电子商务及支付应用研究[D];东华大学;2005年
4 马博;基于ECC算法的智能卡抗功耗攻击研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 罗先文;卡管理系统的应用研究与设计[D];电子科技大学;2001年
6 罗怡辰;USB接口加密设备的设计与实现[D];电子科技大学;2002年
7 陈波;智能卡技术研究与开发[D];武汉理工大学;2005年
8 邵文玲;正元公司发展战略选择与实施[D];西北大学;2004年
9 张超;RFID智能卡可靠性试验评价技术的研究[D];湖南大学;2008年
10 吴凡;智能卡身份认证技术研究与实现[D];厦门大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈楚荣;自主创新造就一流智能卡企业[N];广东科技报;2006年
2 流年;中国RFID与智能卡的行业盛事[N];现代物流报;2007年
3 记者 杨川梅;智能卡迎合3G寻求存储突破[N];中国经济导报;2005年
4 本报记者 李延生;金普斯“中国第一卡”的背后[N];中国企业报;2005年
5 本报记者 邓华鸿 通讯员 吴鹰毓 林文海;金博士智能卡在泉全面发行[N];福建工商时报;2005年
6 徐行;SCC2006加入新亮点[N];中国计算机报;2006年
7 深圳商报记者 刘双;深圳人上年刷卡消费逾500亿元[N];深圳商报;2006年
8 姚春鸽;3G智能卡应以客户为中心[N];人民邮电;2005年
9 ;行业应用成为智能卡产业新方向[N];人民邮电;2008年
10 本报记者 严潇潇;智能卡盛会:发展的渴望[N];中国计算机报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978