[机载,任务,谈某型]浅谈某型机载作战任务加载器的设计与实现

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1、浅谈某型机载作战任务加载器的设计与实现军用飞机作战任务具有较高的保密要求，飞行员需要从作战指挥部获取作战任务数据，然后在飞机执行任务起飞前将作战任务相关参数通过数据加载设备传输到火控计算机中。火控系统根据装订的信息参数引导飞行，在载机到达程序装订的目标区域时提醒飞行员做好战斗准备，此外攻击后的退出引导、返场引导等飞行过程都可根据装订的信息自动完成。1整体方案考虑作战任务加载器需要实现三个功能，包括读取数据存储卡的数据、数据解密和通过1553B接口向火控计算机发送数据。数据存储卡用于存储和传递作战导航数据，任务规划系统对数据存储卡执行编程操作，作战任务加载器对数据存储卡执行读取操作。作战任务

2、加载器属于小型机载嵌入式设备，其工作频率较低，数据存储卡应选择工作模式相对简单、读取速度快、可靠性较高的产品。作战任务加载器采用基于USB接口的NORFlash存储卡作为作战导航参数信息的存储载体。NORFlash也称为LinearFlash,拥有独立的数据总线和地址总线，能快速随机读取,可以单字行/单字编程，但必须以块为单位或整片执行擦除,重新编程之前必须进行擦除操作。NORFlash存储卡简单的访问方式、快速读取速度及较高的可靠性适合机载作战任务加载器的工作环境和工作模式。作战任务编程/加载系统采用数据加解密技术保证移动存储的安全保密性。所谓数据加密技术是指将信息(或称明文)经过加密钥

3、匙及加密函数转换，变成无意义的密文，而接收方将此密文经过解密函数、解密钥匙还原成明文的技术。作战导航参数信息需要任务规划系统进行数据加密后存储在数据存储卡上，作战任务加载器对数据存储卡上的密文数据进行解密处理。作战任务加载器固定安装在飞机上，应用环境具有较高的安全性。考虑作战任务加载器的实时性要求较低，且需要解密的导航信息数据量较小，加载器采用软件解密方法即可满足要求。虽然会带来软件运行开销，但可降低硬件成本。本系统采用IDEA(InternationalDataEncryptionAlgorithm)加密算法实现作战导航数据信息在数据生成端的加密和数据使用端的解密。IDEA被认为是目前世

4、界上最好最安全的分组密码算法，且对计算机功能要求不高。IDEA的密钥长度是128位，相对较长，加密强度高。在穷举攻击的情况下，IDEA需要经过2128次加密才能恢复出密钥，假设芯片每秒能检测10亿个密钥，需要1013年，它被认为仅循环4次即可抵制差分密码分析，对IDEA算法也不起作用，随机选择密钥基本没有危险，故其安全性较高;算法的基础是16位运算，实现速度与DES相同。加密中从数码锁获得的密钥为128比特，明文分组长度是61比特。采用DSP实现IDEA解密算法与硬件实现解密相比具有开发周期短、成本低的优点。另外DSP本身的流水线和运算器设计也能够有效提高数据解密算法的运算速度。2硬件设计

5、作战任务加载器由数据处理模块、电源系统、机箱和数据存储卡构成，机箱和电源采用一体化设计，数据处理模块是作战任务加载器内部唯一的SRUo数据存储卡直接安装在数据处理模块上，可简化整机结构设计。2.1DSP选型数据处理模块采用TI公司的数字信号处理器SM320F2812,集成1553B、USB、串口、离散量等数字接口。1553B接口用于向火控系统传输数据，USB接口用于访问数据存储卡，串口用于显示维护BIT的测试结果，离散量用于控制作战任务加载器进入不同的工作模式。SM320F2812的额定工作频率为150MHz,每秒可执行1.5亿次指令，具有单周期32bit32bit的乘和累加操作功能，主要

6、实现USB存储卡数据读取、解密、发送的功能。F2812的外部接口映射到5块固定的存储空间。每个存储空间可以单独设置访问时的等待状态数目、选通信号的建立时间和保持时序，且读和写操作的时序可以独立设置c此外，每个空间可以分别选择是否使用外部等待信号（XREADY）来扩展所需的等待状态。这些片选信号以及可编程的等待状态和选通时序使得DSP芯片可以和许多外部存储器或扩展外设间实现无缝接口。每个XINTF空间都有自己的时序寄存器XTIMING,改变时序寄存器的值将会影响相应空间的访问时序。1553B接口、RAM、数据存储卡可分别映射到不同的存储空间，实现简化设计。2.21553B总线接口电路作战任务

7、加载器与火控计算机之间的数据传输通过1553B总线接口实现。本设计选择1553B接口芯片HK1553B来实现通信功能。1553B总线接口电路工作时钟为12MHz，经过隔离变压器连接到1553B总线,模块上1553B芯片工作在RT方式下，1553B协议芯片访问外部存储器为一片64kl6bitSRAM存储器，存储器的访问控制及1553B协议芯片请求DSP总线及应答信号由FPGA产生。1553B协议芯片的地址和数据总线全部引入