如今网络上信息安全问题逐渐成为人们关注的焦点,而加密技术是解决安全问题的有效手段。加密技术主要有两种,软件加密和硬件加密。软件加密需要计算机CPU的全程参与,具有消耗大量的系统资源、加密速度慢和容易被破解等缺点；而硬件加密具有速度快、保密性强等特点,因此硬件加密被广泛采用。硬件加密基本上采用加密卡的形式,加密卡具有成本低、性能高的特点,因此,研制硬件加密卡具有重要意义。本课题研究的加密卡硬件系统设计方案是基于PCI Express(简称PCI-E)总线。该加密卡采用飞思卡尔公司生产的PowerPC系列的MPC8315E作为主处理器。该芯片具有丰富的接口,本论文的主要工作就是在这些接口基础上设计整个加密卡硬件系统电路。主要包括：PCI-E总线接口电路、DDR2存储器接口电路、Nor Flash接口电路、Nand Flash接口电路、扩展的密码处理模块接口电路、UART接口电路、JTAG接口电路、温度检测模块电路、时序匹配电路、时钟电路、复位电路和电源电路。其中PCI-E，总线接口电路、DDR2存储器接口电路、Nor Flash接口电路、Nand Flash接口电路、电源电路的设计是电路设计的重点。由于PCI-E和DDR2的工作频率很高,属于高频信号,其工作性能对整个系统性能的影响尤其重要,因此,这两部分的设计必须满足信号完整性和电磁兼容性的要求。对于高频信号,其布线的好坏直接影响整个系统的信号完整性和电磁兼容性。因此,工作的另一重点和难点是高频信号的布线和仿真。论文特别关注了加密卡设计中的DDR2部分,包括DDR2的布线和仿真。布线设计的主要工作是布线规则的设置,包括差分对、线宽、线距、等长匹配等；仿真分析主要包括高速信号传输线的反射、串扰、以及时序等。论文中提出了减少反射和串扰的有效方法,确定了满足时序要求的传输线长度匹配规则。对所设计的加密卡进行了初步的调试,目前已经进入具体的调试阶段。最终,设计的加密卡将实现由MPC8315E主处理器控制整个加密卡的工作,由MPC8315E和扩展的密码处理模块负责完成数据的加解密过程。设计的加密卡是通过PCI-E接口与PC机或者工控机进行通信。