安全高速隔离卡方案设计.docx

PB901MES方案设计报告项目名称： 安全隔离卡 起 草： 审 核： 批 准： 会 签： 文档历史发放及记录序号变更（+/-）说明起草版本号日期批准1创建黄自贺V0.0.12015-7-182SATA3.0 切换方案更换，由原来的S100BR410改为现在的NCN3411;黄自贺V1.0.22015/8/14目录1、引言31.1 文档目的31.2 适用范围31.3 参考资料32、项目需求32.1概述32.2主要功能33、项目总体方案33.1 总体方案33.2 硬件部分设计方案33.2.1 PCIE控制电路33.2.2 SATA3.0硬盘切换电路33.2.5网卡切换电路33.2.6电源电路34、接口设计35、可靠性、安全性、电磁兼容性设计35.1可靠性设计35.2 安全性设计35.3 电磁兼容性设计36、可测试性设计37、工艺结构设计38、项目计划3图目录图 1 项目总体功能模块3图 2 CH366功能框图3图 3 NCN3411功能框图3图 4 电源系统框图3表目录表 1项目进度表31、引言文档目的本文档主要说明了PB901MES隔离卡的总体设计,各硬件模块划分，接口设计，可靠性、安全性、电磁兼容性设计，工艺结构设计，系统调试等。适用范围本文档主要适用的阅读人员有:研发经理,项目经理,软硬件开发人员，测试人员,市场竞标人员等。本文档适用于研发,测试,产品,市场等领域。参考资料NCN3411 datasheetCH366Q datasheetCH364F datasheetPCI-E电气规格标准.pdf2、项目需求2.1概述PB901MES安全隔离卡用于将普通计算机分为安全环境（内网）和开放环境（外网），内网和外网使用不同的硬盘并且连接到不同的网络， 从而能够避免硬盘中的重要数据通过网络等方式泄露。 一般的双网卡方案、 多重引导卡或者多用户管理卡只是在逻辑层提供硬盘数据隔离， 而硬盘和网络安全隔离卡的特点主要是在物理层提供硬盘数据隔离，确保更高的数据安全性。2.2主要功能用户开机后进入安全的开机选择界面，并且能够正常的切换；WINDOWS客户端支持开机切换，重启切换，直接切换；兼容WINDOWS 7，WINDOWS8 等主流操作系统；PCI-Express接口兼容华硕，联想，戴尔等主流主板；支持SATA2.0 ,SATA3.0硬盘切换；支持100M以太网切换；3、项目总体方案3.1 总体方案图 1 项目总体功能模块3.2 硬件部分设计方案硬件部分主要包括模块及PCIE控制电路、SATA3.0硬盘切换电路，网卡切换电路、电源电路等。3.2.1 PCIE控制电路PCIE控制电路主要采用沁恒的CH366。CH366是一个PCI-Express总线的扩展ROM 控制卡的专用芯片，提供容量为64KB的可电擦写只读存储器Flash-ROM，支持软件模拟兼容I2C的两线串口进行数据和I/O扩展，专用于各种带有扩展ROM的PCIE控制卡，包括系统还原卡、数据保护卡、网络隔离卡、安全控制卡等。下图是其一般应用框图图 2 CH366功能框图主要特点：支持窗口容量为32KB的扩展ROM（Boot ROM），支持BIOS无硬盘引导。提供可电擦写的只读存储器Flash-ROM，容量为64KB或更多，支持客户端随时在线升级。由Flash-ROM定义PCIE 板卡的识别信息（Vendor ID，Device ID，Class Code）。支持在运行中动态修改PCIE板卡的识别信息（Vendor ID，Device ID，Class Code 等）。部分内部寄存器和外部引脚SW0 和SW1受到保护，支持状态锁定功能。提供可锁定的通用输出引脚SW0 和SW1，支持PCIE复位自动加载功能。提供非锁定的通用双向输入输出引脚SDA，提供通用输入引脚GPI，提供通用输出引脚GPO。可以由软件控制SCL引脚和SDA引脚模拟兼容I2C的两线串口，用于数据和I/O扩展。提供不受PCIE复位影响的内部寄存器位，用于应用程序传递标志给扩展ROM程序。3.3V电源电压，I/O引脚支持5V 耐压，支持低功耗睡眠模式和唤醒3.2.2 SATA3.0硬盘切换电路SATA3.0硬盘切换电路主要采用NO Semiconductor的NCN3411。NCN3411是高速低功耗的4高速差分对开关切换器，支持最高带宽可达8Gbps,非常适合Pci-e 3.0 SATA3.0等高速信号的切换。图 3 NCN3411功能框图SATA3.0硬盘切换电路原理：SEL主板0内网1外网3.2.5网卡切换电路网卡切换电路采用传统的单刀双掷继电器方案，本设计使用的是EA2-5V;3.2.6电源电路PB901MES安全隔离卡采用三种电源，分别是+5V，+3.3V,+1.8V;下图是电源电路框图；电压纹