Testowanie i implementacja układu szyfrującego AES 128 bit
Opis
Napisać testbench w języku VHDL do testowania układu szyfrującego, którego kod źródłowy załączono do ćwiczenia. Testbench powinien odczytywać sygnały pobudzające z pliku tekstowego z wykorzystaniem biblioteki std_logic_textio.
Tak przetestowany układ należy zrealizować z wykorzystaniem układu FPGA, poprzez osadzenie go w module, który na stale generuje klucz. Zamiast 128 bitów sygnału data_i należy podać 8 najmłodszych bitów z przełączników SW7-SW0, pozostałe bity należy wypełnić zerami.
Sygnały wyjściowe można obserwować na wyświetlaczu LED lub diodach LED (nie da się wyświetlić 128 bitów sygnału wyjściowego, więc obserwacji będzie podlegać tylko część bitów). Porównać wynik implementacji z wynikami z testbencha.
Sprawdzić z jaką maksymalną częstotliwością może działać zaprojektowany układ.
Załączniki
- Kod źródłowy bloku szyfrującego (VHDL)
- Plik z wektorami pobudzeń (pierwsza kolumna) oraz wynikami szyfrowania (druga kolumna) dla klucza: 2b7e1516_28aed2a6_abf71588_09cf4f3c.
Plik "constraints" w formacie XDC do zadania, płytka Digilent Nexys A7, układ Artix-7 XC7A100T-1CSG324C (obudowa: CSG324, speed grade:-1):
#########################################################################################
# CLOCK:
set_property -dict { PACKAGE_PIN E3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {clk_i} ];
create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 -waveform {0 5} [get_ports {clk_i}];
#########################################################################################
# RESET:
set_property -dict { PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {rst_i} ];
#########################################################################################
# DIP SW:
set_property -dict { PACKAGE_PIN J15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[0] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN L16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[1] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN M13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[2] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN R15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[3] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN R17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[4] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN T18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[5] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN U18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[6] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN R13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports sw_i[7] ]
set_property -dict { PACKAGE_PIN M18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports start_i ]; # BTNU
#########################################################################################
# LEDs:
set_property -dict { PACKAGE_PIN H17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[0] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN K15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[1] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN J13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[2] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN N14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[3] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN R18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[4] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN V17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[5] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN U17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[6] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN U16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[7] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN V16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[8] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN T15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[9] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN U14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[10] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN T16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[11] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN V15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[12] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN V14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[13] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN V12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[14] }];
set_property -dict { PACKAGE_PIN V11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { ld_o[15] }];
#########################################################################################
# Voltage supply for the configuration interfaces on board:
set_property CFGBVS VCCO [current_design]
set_property CONFIG_VOLTAGE 3.3 [current_design]
#########################################################################################