[发明专利]一种基于SOC芯片的SAR雷达数据加密装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达通信技术领域，尤其是一种基于SOC芯片的SAR雷达数据加密装置及方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称SAR)是一种高分辨率的二维成像雷达，能够全天候收集地表信息，并利用信号处理操作实现高分辨率成像的工具。SAR的工作方式是雷达装载于飞机或卫星上，对地面的静止目标进行成像，采用合成孔径原理提高方位向的分辨率。合成孔径雷达在自然灾害预测、军事情报侦察、地形地貌测绘、资源考察等方面发挥着重要的作用。

国际上SAR的发展趋势主要为：多目标检测显示、定位、运动和方向估计；高分辨成像和目标识别；具有穿透树林、地表的能力的超宽带SAR天线采用相控阵，多频多极化合成孔径雷达技术；高速实时数字信号处理技术。

国内，早在80年代初期，中科院电子所就研制成机载SAR，并用光学系统进行成像处理。到九十年代更进一步用数字方法实时成像。“863”计划于八十年代后期，对星载L波段合成孔径雷达立项研究，已于前几年完成样机的研制，并进行机载试飞，同时在它的推动下，许多高校如北航、南航、成电、西电等，利用从国外引进的实测数据(星载和机载的)开展了SAR成像方法的研究。可以说，在SAR成像方面基本上跟上了国际前进的步伐。

由于SAR系统在军事应用中的极端重要性，从而使得数据的加密变得尤为重要，现阶段由于加密对算法的复杂性以及实时性有较高的需求，且SAR系统中的接收主机在雷达信号接收，成像和压缩处理过程中占用了大量硬件资源，使得最终的成像数据大都没有进行加密而直接保存在存储主机中，缺少对数据的加密保护。

而一些现有的解决方法是采用两个处理器完成全部工作，其中一个完成对数据的加密运算，而另一个完成密钥管理，接口通信等其他工作，增加了硬件复杂度和开发时间，且成本较高。因此急需开发一种简单，但满足SAR系统数据的实时性，同时加密算法有较高复杂度且具备一定接口通信能力的数据加密硬件系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的是提供一种基于SOC芯片的SAR雷达数据加密装置，以实现对SAR雷达系统的成像数据进行实时加密。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于SOC芯片的SAR雷达数据加密装置，该装置包括：集成FPGA IP和MCU IP的SOC芯片；连接于FPGA IP的程序FLASH存储器；连接于MCU IP的配置FLASH存储器；连接于FPGA IP的RS-485接收器；连接于RS-485接收器的第一RS-485接口；连接于FPGA IP的RS-485发送器；连接于RS-485发送器的第二RS-485接口；连接于MCU IP的RS-232收发器；以及连接于RS-232收发器的RS-232接口。

上述方案中，集成在SOC中的FPGA IP与MCU IP协调工作，其中所述FPGAIP负责数据流的接收，密钥接收，与MCU IP通信，数据实时加密，和数据发送；所述MCU IP负责与控制主机通信，与FPGAIP通信，密钥生成，密钥注入和密钥销毁。

上述方案中，所述FPGA IP与MCU IP通过MCU IP的SFR(SpecialFunction Register)总线通信，使得MCU IP能够将FPGA IP当作一个外设进行访问。

上述方案中，所述程序FLASH存储器和所述配置FLASH存储器分别保存FPGA IP和MCU IP程序的二进制代码，在系统上电时分别导入到FPGA IP和MCU IP中。

上述方案中，所述RS-485接收器用于将RS-485电平格式的输入数据转换为普通单端格式，从而使FPGAIP可以识别并接收。

上述方案中，所述RS-485接收器的单端输出端与FPGA IP数据输入接口相连接，差分输入端与第一RS-485接口相连接。

上述方案中，所述RS-485发送器用于将FPGA IP的发送信号转换为RS-485电平格式，并传送给数据存储主机。

上述方案中，所述RS-485发送器的单端输入端与FPGA IP数据输出接口相连接，差分输出端与第二RS-485接口相连接。

上述方案中，所述RS-232收发器用于完成MCU IP串口电平到PC串口电平以及PC串口电平到MCU IP串口电平的转换，其分别与RS-232接口和MCU端串行接口相连接。