论文摘要：双界面卡加密协处理器与安全模块的设计

双界面智能卡由于具有高性能、高安全、多应用和适用于多种读卡器设备等优点而得到广大用户和智能卡厂商的青睐。双界面智能卡由于需要同时满足接触式和非接触式两个工作界面的工作要求，所以在安全性、功耗和性能方面有着不同于接触式智能卡和非接触式智能卡的特殊需求。因此，如何设计出一款安全性高、性能好、工作距离远并且兼容性强的双界面智能卡已经成为智能卡设计者的研究目标。

本文结合接触式智能卡和非接触式智能卡对芯片的工作条件要求选择了温度、电压和频率等探测器的监测点，并将这些探测器集成在一个安全子系统中。在该系统中，提出并首次实现了一种安全探测器的自检机制。这种机制的工作流程为：在芯片正式启动前对安全探测器是否能够正常工作进行检测，如果探测器处于异常状态，则复位整个芯片。这种机制有效的保证了安全探测器的安全，从而保证了芯片的安全。

接着本文设计了一个加解密协处理器模块，在该模块中设计了一种可以方便裁剪和增加算法的结构，可以有效的简化增减算法的代码修改，进而减少因代码修改而需要的仿真。同时，在该模块中首次设计并实现了一种加解密时钟频率切换控制的方法。这种方法主要针对在非接触应用环境中，芯片对瞬态功耗的特殊要求。采用这种时钟频率切换方式后，芯片在非接触式应用环境中工作距离增加1.5~2cm，同时兼容性和性能也有很大的提升。

最后对搭载了本设计的芯片分别进行安全子系统和加解密算法的实际测试。经测试芯片可以在各种异常环境中产生报警，保证芯片的安全性。针对算法，本文进行了三项测试，即功耗测试，算法时间测试和工作距离测试。通过对测试结果的分析，可以得出搭载本应用的芯片在工作距离，算法性能和兼容性方面都能够满足设计的要求。

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