随着人们对信息价值的关注度不断提高,对于机密信息如何更加可靠的存储具有较为迫切的应用需求。本设计基于实验室项目,研究高可靠性数据存储系统的实施方案,系统可以应用在保护工业机密信息或普通用户机密信息等数据安全要求较高的场合。考虑到通用性和安全性,本设计使用FPGA为开发平台,选取Altera公司的Cyclone Ⅱ系列芯片为核心逻辑单元,按照FPGA的开发流程完成设计和实现。从分析系统需求开始,研究针对数据存储安全的技术方向和多种实现方案,比较不同机制的安全性能和实现复杂度,最终针对数据安全选取了 AES数据加密方式和访问身份验证方式,针对高可靠性设计了双片FPGA协同处理的机制,针对通用性设计了扩展性良好的设备接口。本论文一共完成了以下的工作:1.分析存储系统的数据安全需求,调研数据存储安全的多种机制,包括数据加密机制、身份认证机制和数据完整性验证机制。通过分析各种机制所含算法的安全性能和实现复杂度,结合系统需求选取了效能较好的相关技术,数据加密选取AES算法,身份验证选取基于单向散列函数的方式。并且着重描述了技术要点和FPGA模块设计,对每一部分都进行了详细的功能仿真和分析。2.为增强设备的可靠性,在传统方式的基础上增加了双机处理数据的机制。双片FPGA运行方式略有区分,设计了主片和备片各自的数据处理流程,以及双片FPGA的通信机制,结合数据安全机制形成完整的系统设计。3.按照FPGA的开发流程,依次进行了系统框架设计、功能模块划分、Verilog HDL语言实现、功能仿真等。本论文设计了复杂度和安全性能均衡的系统方案,实现了满足项目需求的高可靠数据存储设备。