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基于FPGA的防火墙系统设计

2018年01月30日 07:17 次阅读

项目背景及可行性分析

项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况 基于FPGA的防火墙系统设计。基于FPGA平台,设计一个具有防火墙功能的系统,具备对进出网络数据包解析、过滤等功能。目前正处于总体设计与论证阶段。 项目关键技术及创新点的论述; 关键技术有并行运算,状态检测,CAM,规则匹配,及PowerPC嵌入式系统。本项目的创新点是将传统的软件防火墙系统移植到硬件平台,充分利用FPGA的优势,软硬件相结合,提高处理速度和性能。 技术成熟性和可靠性论述: 硬件防火墙开发模式就国内来说主要存在三类。一类是通过网络处理器(网络芯片), 一类是通过专用的FPGA编程,第三类是设计专用的ASIC芯片。相对于各种网络处理器,FPGA是设计ASIC芯片最重要的步骤之一。基于FPGA芯片的片上防火墙系统优势。框架结构灵活高效。开发者针对防火墙产品需求,有针对性定义数据通路、缓存单元、处理单元、内存总线、总线仲裁单元及其耦合构架,使之达到最优性能。数据线速处理。精心设计的框架结构,使得FPGA芯片的天然并行处理优势发挥到极致。数据在芯片内始终处于流动状态,多个处理单元在不同节点并行完成数据分析、处理、替换等操作,从原理上保证了数据线速处理。硬件可升级。最终产品保留FPGA芯片升级接口,随着网络应用环境与用户需求变化,更新芯片设计后,为用户提供硬件升级服务,最大程度保护用户投资。开发优势。所有功能集成在片内完成, 兼之FPGA I/O资源丰富特性,使得系统硬件布局极为简单,将网卡芯片、内存芯片与时钟直接与FPGA芯片连接即可,省却了传统主板繁杂的控制器、总线等结构,使得系统成本大幅下降。加之在FPGA中嵌入PowerPC硬核,使得片上系统的性能进一步提升。

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述 用框图的方式并加以简单的描述简述实施本项目的技术方案。 图1 方案基本功能流程框图 图1 方案基本功能流程框图 图2 系统结构框图 图2 系统结构框图 该方案采用FPGA硬件逻辑和嵌入系统的两层分层结构,如图1所示。 FPGA硬件逻辑及外围硬件主要实现的功能是:数据包收发、五元组(协议类型、源/目的IP地址、源/目的端口号)的数据分类以及固定字段模式匹配、转发数据的封装。 嵌入式系统实现的主要功能是:病毒与恶意攻击的检测、病毒与恶意攻击的处理、过滤规则管理、转发数据整理。 方案的核心部分是由实现入侵检测的三个模块组成。利用硬件匹配和数据负载匹配认别病毒和恶意攻击,为网络提供安全保护。 2.需要的开发平台 实现本方案所需要的基本功能、功能、接口,FPGA,PowerPC,双网口(一个采用开发板上的网口,另需一网络扩展板),SRAM, 所需要的目标FPGA开发平台,简述为什么需要此平台 高级板-Virtex-2 Pro 是否需要其它配套的开发工具 配套的下载,调试工具

2.方案实施过程中需要开发的模块

在本方案中需要研制、开发的功能主要模块,以及开发的方式 见图1、图2所示

3.系统最终要达到的性能指标

论述本项目最终完成时所设想达到的目标。 实现一个具有防火墙功能的系统。 需要的其它资源 1.设计输入输出功能子板 子板功能描述、接口说明、时间、方式 网络扩展板,RJ45,2007年10月 2.测试设备 列出在方案实施过程中所需要的测试设备 万用表、示波器、频谱仪、逻辑分析仪等 3.方针、开发工具 列出在方案实施过程中所需要的仿真、开发工具等。 ModelSim、Xilinx ISE,Sinffer

技术专区

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发表于 2018-02-26 18:44 228次阅读
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如何经济的设计一个新的芯片

我们最近与Bunny Huang进行了有趣的交流,他是硬件大师以及Chumby,NetTV和Nove...
发表于 2018-02-24 10:53 931次阅读
如何经济的设计一个新的芯片

SoC FPGA的DSP能力应对新兴的小型基站需...

虽然推动业界向小型基站转变的因素众多,但可能最重要的是,消费者想要随时随地都能快速有效地连接到服务提...
发表于 2018-02-20 09:21 1300次阅读
SoC FPGA的DSP能力应对新兴的小型基站需...

基于QPSK数字调制解调的FPGA实现

随着FPGA技术的发展,数字通信技术与FPGA的结合体现了现代数字通信系统发展的一个趋势。为了使高速...
发表于 2018-02-20 07:50 1308次阅读
基于QPSK数字调制解调的FPGA实现

FPGA基础知识及其工作原理与基本的功能块案例

高端设计工具为少有甚是没有硬件鸿运国际手机版的工程师和科学家提供现场可编程门阵列(FPGA)。无论你使用图...
发表于 2018-02-17 19:38 1794次阅读
FPGA基础知识及其工作原理与基本的功能块案例

基于FPGA的多通道频率测量系统设计方案介绍

FPGA及其外围电路是整个测量系统的核心。外围电路包括以下几个部分:1)电源转换电路,将5V电源转换...
发表于 2018-02-17 03:02 110次阅读
基于FPGA的多通道频率测量系统设计方案介绍

Stratix IV内嵌DPA电路的基本结构分析

不论从哪个角度看,今天的现场可编程门阵列(FPGA),都显得鹤立鸡群,真是非常棒的器件。如果在这个智...
发表于 2018-02-16 17:38 2836次阅读
Stratix IV内嵌DPA电路的基本结构分析

低成本FPGA中实现动态相位调整方案

在FPGA中,动态相位调整(DPA)主要是实现LVDS接口接收时对时钟和数据通道的相位补偿,以达到正...
发表于 2018-02-16 17:32 1495次阅读
低成本FPGA中实现动态相位调整方案

基于FPGA的指纹识别模块设计方案

本模块采用xilinx公司的 Spartan 3E 系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片,...
发表于 2018-02-14 08:56 220次阅读
基于FPGA的指纹识别模块设计方案

FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

随着检测节点的增多,视觉测量系统需要处理的数据量也不断增大,对视觉测量系统的测量速度提出了更高的要求...
发表于 2018-02-10 13:21 311次阅读
FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

基于FPGA的实时视频图像采集处理系统

设计了一种基于FPGA的实时视频图像采集处理电路系统。采用FPGA作为整个系统的控制和图像数据处理中...
发表于 2018-02-10 02:43 640次阅读
基于FPGA的实时视频图像采集处理系统

可编程硬件发展路线分析:eFPGA还是FPGA ...

eFPGA IP和FPGA SoC,谁将在未来更受欢迎呢?笔者认为,这两种生态都表明了SoC在摩尔定...
发表于 2018-02-10 01:30 541次阅读
可编程硬件发展路线分析:eFPGA还是FPGA ...

使用ECP5 FPGA解决网络边缘 智能、视觉和...

随着传感器、低成本摄像头和显示屏在当今嵌入式设计中的使用量飞速增长,市场上出现了许多激动人心的全新智...
发表于 2018-02-09 10:55 2359次阅读
使用ECP5 FPGA解决网络边缘 智能、视觉和...

基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

目前,随着工艺和技术的进步,集成电路技术的发展已经使得在一个芯片上集成一个可编程系统(Program...
发表于 2018-02-08 15:02 254次阅读
基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

VGA(Video GraphICs Array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2机(...
发表于 2018-02-08 06:44 270次阅读
基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案

EDA技术是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进...
发表于 2018-02-08 03:45 183次阅读
基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案
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