FPGA加载程序方法简介

在关键设备设计中，保护知识产权至关重要。针对FPGA内部数据丢失的问题，需要在系统上电时加载程序。目前主要的加载程序方法包括边界扫描、专用配置芯片和存储器＋微控制器配置。然而，在加载程序过程中存在被复制的风险，因此加密认证技术的应用显得尤为重要。

DS28E01芯片的加密原理

DS28E01结合了1024位EEPROM和符合ISO/IEC110118-3安全散列算法（SHA-1）的质询响应安全认证。采用1-Wire协议传输数据，通信速率高效稳定。与标准SHA-1算法相比，DS28E01的SHA-1引擎在输入处理上有所不同，但整体加密过程与标准算法一致，确保信息的安全性和完整性。

FPGA加密模块设计

当前，许多高端FPGA支持对配置数据流的加密操作，但这种方式对成本敏感的应用场合并不适用。因此，采用身份识别法来防止意外拷贝是一种更广泛适用的解决方案。这种方法适用于各类FPGA家族，包括低端的Xilinx Spartan-3系列FPGA。

加密模块的原理图设计

通过HASH运算生成160位MAC，将其与FPGA内部产生的MAC进行比较，以验证电路的合法性。如果MAC匹配，FPGA进入正常工作状态；若不匹配，则FPGA仅执行有限功能，避免非法使用。VHDL语言设计的IFF模块在此起着关键作用，实现密码HASH函数运算和MAC比较功能，确保设计安全。

加密认证模块的程序设计

在FPGA中，借助VHDL语言设计的IFF模块，实现了对输入密码的HASH函数运算和与DS28E01产生的MAC的比较功能。IFF模块接口定义清晰，使系统可以根据MAC匹配情况判断电路合法性，并进行相应功能控制。通过标准的SHA-1算法和MAC比较，有效防止设计被非法复制的风险。

通过对FPGA加载程序方法、DS28E01芯片的加密原理、FPGA加密模块设计以及加密认证模块的程序设计的深入分析，我们可以更好地理解如何利用加密认证技术保护设计者的知识产权，确保电子系统的安全运行和数据的完整性。这些技术和方法的应用，将在未来的电子设备设计中发挥越来越重要的作用。

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