[发明专利]嵌入系统总线防火墙

摘要

本发明一种嵌入系统总线防火墙，该防火墙是在嵌入式处理器接口总线与其外设接口之间串联进一个利用FPGA逻辑集成技术实现的总线IP核，实施对嵌入系统关键端口指令的实时监控，采用正向规则映射方法识别正常端口指令并拦截异常端口指令；该总线IP核分为三层组织架构：由总线适配接口、设在防火层内的总线防火墙和标准总线接口组成；该总线防火墙的功能是由嵌在IP核防火层内的总线防火墙中的专用功能模块实现，该专用功能模块包括有：工作模式选择模块、直通模式模块、过滤模式模块、规则学习模块、总线监控模块、信号缓冲模块、状态编码模块、检测状态机模块；总线防火墙内部和总线信息相关的信号相互连接。

主权项

1.一种嵌入系统总线防火墙，其特征在于：在嵌入式处理器接口总线(100)与其外设接口(200)之间串联进一个利用FPGA逻辑集成技术实现的总线IP核，实施对嵌入系统关键端口指令的实时监控，采用正向规则映射方法识别正常端口指令并拦截异常端口指令；该总线IP核分为三层组织架构：由总线适配接口(1)、设在防火层内的总线防火墙(2)和标准总线接口(3)组成；该总线防火墙(2)的功能是由嵌在IP核防火层内的总线防火墙(2)中的专用功能模块实现，该专用功能模块包括有：工作模式选择模块(5)，该工作模式选择模块(5)中包括有直通模式模块(11)和过滤模式模块(12)、规则学习模块(6)、总线监控模块(7)、信号缓冲模块(8)、状态编码模块(9)、检测状态机模块(10)；模块之间的连接关系如下：总线防火墙(2)包括如下和总线适配接口(1)的连接端口：总线适配接口复位信号连接端口(31)、总线适配接口外设访问有效信号连接端口(32)、总线适配接口读信号连接端口(33)、总线适配接口写信号连接端口(34)、总线适配接口数据总线连接端口(35)、总线适配接口地址总线连接端口(36)、总线适配接口主机读写规则库允许信号连接端口(37)、总线适配接口外部时钟信号连接端口(38)、总线适配接口系统中断信号连接端口(39)；该端口(31)、端口(32)、端口(33)、端口(34)、端口(35)、端口(36)和工作模式选择模块(5)、规则学习模块(6)连接；端口(38)提供时钟信号(16)，该时钟信号输入信号缓冲模块(8)和检测状态机模块(10)；端口(37)和规则学习模块(6)连接；端口(39)接收系统中断信号(13)，和检测状态机模块(10)连接；总线防火墙(2)包括如下和标准总线接口(3)的连接端口：标准总线接口复位信号连接端口(40)、标准总线接口外设访问有效信号连接端口(41)、标准总线接口读信号连接端口(42)、标准总线接口写信号连接端口(43)、标准总线接口地址总线连接端口(44)、标准总线接口数据总线连接端口(45)；上述端口分别和工作模式选择模块(5)、信号缓冲模块(8)对应端连接；总线防火墙(2)包括如下和规则库(4)的连接端口：规则库存储器写信号连接端口(46)、规则库存储器读信号连接端口(47)、规则库存储器1片选信号连接端口(48)、规则库存储器片选信号连接端口(49)、规则库存储器地址总线连接端口(50)、规则库存储器数据总线连接端口(51)；上述端口和规则学习模块(6)连接；总线防火墙(2)内部和总线信息相关的信号连接情况如下；受监控复位信号(52)、受监控外设访问有效信号(53)、受监控读信号(54)、受监控写信号(55)、受监控地址总线信号(56)、受监控数据总线信号(57)：由工作模式选择模块(5)输出到总线监控模块(7)；缓冲复位信号(58)、缓冲外设访问有效信号(59)、缓冲读信号(60)、缓冲写信号(61)、缓冲地址总线信号(62)、缓冲数据总线信号(63)：由总线监控模块(7)输出到信号缓冲模块(8)；编码复位信号(64)、编码外设访问有效信号(65)、编码读信号(66)、编码写信号(67)、编码地址总线信号(68)、编码数据总线信号(69)：由信号缓冲模块(8)输出到状态编码模块(9)；指令类别状态编码(28)、端口地址状态编码(29)、操作数状态编码(30)：由状态编码模块(9)输出到检测状态机模块(10)；规则特征码(23)、指令类别规则(24)、端口地址规则(25)、操作数上限规则(26)、操作数下限规则(27)：由规则学习模块(6)输出到检测状态机模块(10)；总线防火墙(2)内部各模块握手信号连接情况如下：工作模式选择信号(15)：由总线监控模块(7)输出，输入到工作模式选择模块(5)；信号缓冲开始读标志(21)：由检测状态机模块(10)输出到信号缓冲模块(8)；信号缓冲写信号(17)：由总线监控模块(7)输出到规则学习模块(6)；信号缓冲读信号(18)：由检测状态机模块(10)输出到状态编码模块(9)和规则学习模块(6)，同时和信号缓冲模块(8)连接；缓冲区空标志信号(19)：由信号缓冲模块(8)输出到检测状态机模块(10)；隔离/释放标志信号(14)：由检测状态机模块(10)输出到信号缓冲模块(8)；检测完毕信号(20)：由检测状态机模块(10)输出到信号缓冲模块(8)；防火墙系统复位信号(22)：由复位模块(71)输出，连接到总线监控模块(7)、信号缓冲模块(8)和检测状态机模块(10)；规则库位置指针(70)：由检测状态机模块(10)输出到规则学习模块(6)。