【正文】 因網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品屬技術(shù)敏感產(chǎn)品，涉及到國(guó)家利益和安全，屬于限制進(jìn)口的產(chǎn)品，因此AS204F網(wǎng)絡(luò)安全加固計(jì)算機(jī)的研制成功及時(shí)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。目前著名的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品提供商包括清華紫光、東軟、能士、天融信等，為用戶提供的方案只包括網(wǎng)絡(luò)安全功能，不提供低輻射低泄漏功能。本項(xiàng)目因兼具有網(wǎng)絡(luò)安全硬件平臺(tái)和低輻射低泄漏計(jì)算機(jī)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又成功地實(shí)現(xiàn)了從硬件本身進(jìn)行信息安全防泄露的功能，屬計(jì)算機(jī)集成制造的最高領(lǐng)域，根據(jù)科技部的文獻(xiàn)資料記載和市場(chǎng)調(diào)查，載至2004年1月，我公司是國(guó)內(nèi)唯一的研制及生產(chǎn)單位。目前的主要行業(yè)對(duì)此類計(jì)算機(jī)的需求量約為10000套/年以上，此產(chǎn)品的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)壽命約為10年左右，現(xiàn)市場(chǎng)正處于其發(fā)展階段，未來(lái)隨著各行各業(yè)信息化的不斷推進(jìn)，對(duì)該類產(chǎn)品的需求也將越來(lái)越明顯，預(yù)測(cè)在未來(lái)的三年內(nèi)市場(chǎng)容量將會(huì)不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品也將被擴(kuò)充應(yīng)用到一些有特殊要求的領(lǐng)域，出現(xiàn)新的用戶團(tuán)體。本項(xiàng)目還通過(guò)科技查新報(bào)告（見附件），截至2004年1月，我公司是國(guó)內(nèi)唯一一家進(jìn)行該項(xiàng)目（網(wǎng)絡(luò)安全低輻射專用加固計(jì)算機(jī)）的研制及生產(chǎn)單位。經(jīng)過(guò)上海金諾科技、沈陽(yáng)東軟、總參51所等用戶的試用，反映良好，證明該產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定可靠，其性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。專家鑒定認(rèn)為，該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)首次集成了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及低輻射加固技術(shù)，采用X86結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)高速網(wǎng)口，可滿足網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的開發(fā)需求,應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，市場(chǎng)前景好，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著；該產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有技術(shù)創(chuàng)新，整體性能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。我公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)安全加固計(jì)算機(jī)AS204F，將網(wǎng)絡(luò)安全硬件平臺(tái)與低輻射低泄漏計(jì)算機(jī)合二為一，并進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)，其綜合性能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。而我國(guó)著名的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品提供商包括清華紫光、東軟、能士、天融信等，為用戶提供的方案只包括網(wǎng)絡(luò)安全功能，不提供低輻射加固功能。AS204F網(wǎng)絡(luò)安全加固計(jì)算機(jī)通過(guò)在電子與結(jié)構(gòu)兩方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度地降低了幅射，提高抗干擾度和可靠性，以滿足政府、銀行、電訊、軍隊(duì)等各個(gè)行業(yè)信息化的需求。此外現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)方式的轉(zhuǎn)變，決定了誰(shuí)擁有信息，誰(shuí)就會(huì)取得戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。無(wú)論是防火墻還是VPN都必須基于一定的硬件平臺(tái)，作為網(wǎng)絡(luò)安全核心的硬件平臺(tái)，要求具有低幅射性、高可靠性。迫切需要研制開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。隨著網(wǎng)絡(luò)化的深入發(fā)展，電子政務(wù)、電子商務(wù)、辦公自動(dòng)化逐漸成為人們生產(chǎn)、生活的一部分。該項(xiàng)目中使用的減震器于2001年1月申請(qǐng)并經(jīng)國(guó)家專利局授予專利權(quán)，專利證書號(hào)：ZL 00 2 ，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，本項(xiàng)目的技術(shù)鑒定報(bào)告請(qǐng)參見附件中《科技成果鑒定證書》。對(duì)輸入輸出接口加入與機(jī)箱有良好接觸的金屬簧片。對(duì)機(jī)箱的所有接縫進(jìn)行了如下處理：（1）盡量減小縫隙長(zhǎng)度；（2）增大縫隙深度；（3）對(duì)所有縫隙進(jìn)行阻抗搭接處理，非永久性縫隙采用電磁密封襯墊。該產(chǎn)品進(jìn)行了低輻射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。熱設(shè)計(jì)方面，主板采用開關(guān)電源器件和低功耗器件，提高電源效率，減少無(wú)效功耗，將熱量大的器件盡量縮短其熱通道，機(jī)箱散熱通道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保主板的熱量盡快傳導(dǎo)到機(jī)殼上?？箾_擊、抗振動(dòng)設(shè)計(jì)方面，采用了自有的專利硬盤避震技術(shù)，顯著提高了抗震性能，保護(hù)了數(shù)據(jù)的安全；對(duì)可更換的部件、接插件采取固定措施；對(duì)體積和質(zhì)量大的器件，電阻、電容進(jìn)行粘接，增加單板的剛性。用戶可根據(jù)自己的需求對(duì)Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，剔除多余的功能，減少系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。該產(chǎn)品采用Linux操作系統(tǒng)。對(duì)外接信號(hào)線和電源線加裝EMI濾波器。時(shí)鐘信號(hào)是系統(tǒng)運(yùn)行可靠的前提，同時(shí)也是產(chǎn)生電磁輻射的重要源頭。PCB設(shè)計(jì)是電磁兼設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵部分。每塊主板上集成有4個(gè)Intel 82559或Intel82540，提供100M或1000M的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸；提供負(fù)載均衡能力，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，提供冗余功能，確保網(wǎng)絡(luò)的暢通，每個(gè)機(jī)箱可安裝兩塊主板，方便地實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的隔離。項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在國(guó)內(nèi)首次集成網(wǎng)絡(luò)安全硬件平臺(tái)技術(shù)與低輻射、低泄漏加固計(jì)算機(jī)技術(shù)集成為一體，是一種綜合運(yùn)用抑源法和屏蔽法制造的滿足TEMPEST低電磁信息泄漏發(fā)射的信息設(shè)備。測(cè)試表明，當(dāng)通風(fēng)孔的最大直徑達(dá)到5cm時(shí)，屏蔽性能會(huì)下降60dB以上。（2）、接縫處理對(duì)所有縫隙進(jìn)行地阻抗搭接處理，非永久性縫隙采用電磁密封墊襯。② 增大縫隙的深度 增大縫隙的深度可提高機(jī)箱的屏蔽效能：從電磁泄漏的路程來(lái)看，增大接縫處的重疊尺寸就相當(dāng)于增加縫隙的深度，這樣電磁波在金屬壁之間經(jīng)過(guò)多次的反射、折射，其能量被大量消耗，從機(jī)箱內(nèi)向外界泄漏的能量自然也就相應(yīng)減少（機(jī)箱接縫盡量不要安排在轉(zhuǎn)角處，應(yīng)盡量放在較大的平面上）。該標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)無(wú)線電頻率從150KHz～1GHz的頻率分量有限值要求，最高頻率1GHz所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為30厘米，相對(duì)應(yīng)的λ／4為7．5厘米，因此要求縫隙的長(zhǎng)度盡可能控制在5～7厘米以內(nèi)。因此采用一邊開蓋式結(jié)構(gòu)，而不采用兩邊開蓋式結(jié)構(gòu)，以減少總的縫隙長(zhǎng)度；也可在接縫處涂上導(dǎo)電材料或增加導(dǎo)電襯墊——由于接觸表面從微觀上講是凸凹不平的，結(jié)合處實(shí)際上只可能是部分接觸，故涂上導(dǎo)電材料或加上導(dǎo)電襯墊就可增大接觸面，從而減小電磁泄漏。由于機(jī)箱連接處表面的不平整和薄板型材料的翹變，將不可避免地產(chǎn)生狹長(zhǎng)的縫隙。（1）、減少縫隙的長(zhǎng)度由于計(jì)算機(jī)箱體上有電源線入口、各種接口等，還有開關(guān)、指示燈、軟驅(qū)、光驅(qū)等的存在，同時(shí)為了散熱還要安排通風(fēng)孔，因此機(jī)箱不可能做成完全密封式的，而是存在著或多或少的接縫和開口——這些接縫和開口會(huì)引起電氣的不連續(xù)性，如處理不當(dāng)則將引起屏蔽效能的下降。 由于電磁波是直線傳播的，其傳播到金屬表面時(shí)，不僅可透入金屬體表面薄層內(nèi)傳播，還能在金屬表面產(chǎn)生反射現(xiàn)象，所以應(yīng)選擇厚度適中、光潔度較好的機(jī)箱板材：如果機(jī)箱的厚度太薄，不但起不到機(jī)械保護(hù)作用，而且電磁波極易穿透，屏蔽作用也就大打折扣；箱體太厚則又造成不必要的原材料浪費(fèi)；機(jī)箱表面的光潔度愈好，電磁波在機(jī)箱表面的反射能力就愈強(qiáng)，因此應(yīng)選擇表面光潔度易加工的材料，同時(shí)還要考慮到金屬板材的易加工性和化學(xué)防腐蝕性。低輻射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了提高機(jī)箱的屏蔽效能，首先應(yīng)考慮機(jī)箱材料的選擇。（4）采用開關(guān)電源，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電源方案，提高電源效率。（2）采用三相電源方案，提高電源效率而降低熱損耗。系統(tǒng)的散熱主要由箱體來(lái)實(shí)現(xiàn)，但主板作為散熱源，應(yīng)該最大限度地予以控制，下面為設(shè)計(jì)中采用的幾種方法：（1）熱能主要由CPU和主芯片組產(chǎn)生，采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的鋁制散熱片和高性能滾珠風(fēng)扇，緊附CPU表面。③ 風(fēng)扇速度監(jiān)測(cè)：W83627HF的一個(gè)風(fēng)扇速度監(jiān)測(cè)引腳是用來(lái)測(cè)量CPU的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，結(jié)合CPU溫度，可以通過(guò)W83627HF實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的智能調(diào)節(jié)，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所有監(jiān)測(cè)電壓值一旦超出設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生警報(bào)聲。（2）、硬件的監(jiān)控設(shè)計(jì)作為加固機(jī)中的配套主板，我們要求它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，Winbond W83627HF提供了硬件監(jiān)視接口，包括可以監(jiān)測(cè)六個(gè)電壓輸入，三個(gè)溫度輸入，兩個(gè)風(fēng)扇速度，它為系統(tǒng)提供了可編程，狀態(tài)顯示，監(jiān)視和警報(bào)等功能，確保了加固機(jī)系統(tǒng)的可靠性，以下為硬件監(jiān)控的應(yīng)用電路。VCCCORE的預(yù)定電壓值由CPU自身決定，CPU有五個(gè)引腳VID(0～4)規(guī)定了核心電壓信息，通過(guò)D／A轉(zhuǎn)換，該TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制器就能夠自動(dòng)調(diào)整到適當(dāng)?shù)碾妷褐?。HIP6301提供了三相高性能的電源控制，采用12V供電，內(nèi)部的智能管理可以保證輸出電壓不受供電電源波動(dòng)的影響。另外，適當(dāng)?shù)募由弦恍┤ヅ弘娙菀韵夥迕}沖，電源入口處增加鐵氧磁珠吸收EMI干擾。 合理的解決方案是印制電路板上的系統(tǒng)的主要幾種電源劃分為相應(yīng)數(shù)量的相互獨(dú)立的“小島”，稱之為“電源島”。（1）、電源可靠性設(shè)計(jì)P4主板需要用到多組電壓，主要有VCCCORE，VCC3，VCC3SBY，VTT，VDDQ，VCCl5SBY，VCCCLK，VCCS，VLAN3，VLANl5，VTIDDR，VDDR，V12V，12V，5V。接地層應(yīng)保持完整，避免切割，因?yàn)榍懈顣?huì)影響信號(hào)返回通道，增大電源通道內(nèi)阻，增大電磁干擾級(jí)別。 旁路電容器布線時(shí)，依據(jù)如下規(guī)則：l 盡可能短地負(fù)載連接引線，減小電阻和感抗；l 盡可能寬地引線，減小電阻和感抗；l 不要串接過(guò)孔；l 不要共享負(fù)載。由磁珠和大電容構(gòu)成低頻旁路通道，使元件與其電源系統(tǒng)中存在的低頻噪聲隔離，減少低頻抖動(dòng)率。這些噪聲源包括電源，電路本身(鎖相環(huán)靜區(qū)，熱噪聲等)，線路和地層接線的串?dāng)_，其它時(shí)鐘源，50Hz／60Hz電線，接地系統(tǒng)噪聲等。時(shí)鐘信號(hào)的幅值越高，上升下降沿速度越快，電磁于擾幅射越多。（3）、時(shí)鐘電路低泄漏設(shè)計(jì) 時(shí)鐘信號(hào)是系統(tǒng)中其它數(shù)字信號(hào)的基礎(chǔ)，它比系統(tǒng)中其它任何數(shù)字信號(hào)頻率都高。③ 9路同步驅(qū)動(dòng)的PCICLK(33M)時(shí)鐘輸出。由上圖可以看到系統(tǒng)所需的時(shí)鐘很多，要有效地組織多個(gè)時(shí)鐘之間的時(shí)序配合和保證性能，理想的方案是選用Winbond W83194BR時(shí)鐘發(fā)生器芯片，它的主要特點(diǎn)是專用IntelP4主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)最大程度抑制EMI輻射，包括： ① 3對(duì)CPU時(shí)鐘頻率(100M／133MHz)，為差分線形式。我們知道影響系統(tǒng)時(shí)鐘穩(wěn)定性的主要因素包括高速時(shí)鐘線，通過(guò)走線的延遲，反射和串?dāng)_。⑥ 支持高級(jí)電源管理（2）、系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)由I82845G+I82801DB構(gòu)成的P4主機(jī)系統(tǒng)，支持的總線時(shí)鐘頻率有100MHz及133MHz，而且系統(tǒng)工作時(shí)總線是工作在時(shí)鐘的四倍頻率上的，達(dá)到400MHZ，533MHZ。④ 大容量片上高速緩存。② 系統(tǒng)總線速度533MHz，支持2．53G的P4 CPU。三、項(xiàng)目的技術(shù)可行性和成熟性分析項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新性論述本項(xiàng)目的基礎(chǔ)原理及關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)加固計(jì)算機(jī)主板的低泄漏設(shè)計(jì)。將公司多年積累的抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)方面的研發(fā)和制造技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)的開發(fā)技術(shù)相結(jié)合,提升到更高價(jià)值和更有前景更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。企業(yè)發(fā)展思路近年來(lái)，公司始終堅(jiān)持高科技方向，不斷引進(jìn)消化國(guó)際上最先進(jìn)的科研成果和技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)的具體生產(chǎn)實(shí)踐，尤其在高可靠性工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)和抗惡劣環(huán)境特種計(jì)算機(jī)方面，做了大膽的探索和研究，并取得驕人的業(yè)績(jī)，使公司的整體研發(fā)實(shí)力在國(guó)內(nèi)工控行業(yè)遙遙領(lǐng)先。ACS3000系列、DAC8000系列和ACS6000系列通過(guò)進(jìn)出口商檢局檢測(cè)。2001年10月，更通過(guò)了高新技術(shù)企業(yè)的認(rèn)定。幾分耕耘，幾分收獲，通過(guò)ALS人的共同努力，ALS已經(jīng)成為中國(guó)大陸頗具實(shí)力的知名工控廠商。歷年所獲得的獎(jiǎng)勵(lì)包括：股東構(gòu)成：企業(yè)注冊(cè)資本(萬(wàn)元)1958萬(wàn)元實(shí)收資本(萬(wàn)元)1958萬(wàn)元股東名稱(含個(gè)人)出資額(單位：萬(wàn)元)所占比例(%)張盛容鄭少蘭547張盛亮王建文 1999年底，公司開始在中國(guó)大陸建立全面銷售骨干網(wǎng)絡(luò)。2001年，公司即通過(guò)了BSI的ISO質(zhì)量管理體系的認(rèn)證。1999年6月組建ALS科技有限公司，匯萃了一大批年輕的創(chuàng)業(yè)者，組成了一個(gè)求實(shí)創(chuàng)新、朝氣蓬勃的年輕團(tuán)體。項(xiàng)目研發(fā)隊(duì)伍情況：項(xiàng)目組名稱姓名性別學(xué)歷職 位專業(yè)特長(zhǎng)對(duì)本項(xiàng)目的貢獻(xiàn)硬件設(shè)計(jì)組組長(zhǎng)王**男碩士總工程師計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)總體負(fù)責(zé)項(xiàng)目技術(shù)方案擬定成員郭**男本科軟件高級(jí)工程師計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目中所有板卡類的軟件及驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)邱**男本科硬件工程師計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)項(xiàng)目中所有板卡類的原理設(shè)計(jì)紀(jì)**男本科PCB工程師PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目中所有板卡類的PCB設(shè)計(jì)及布局、走線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組組長(zhǎng)熊**男?？莆褰鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總監(jiān)結(jié)構(gòu)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的制定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案擬定成員莫**男本科設(shè)計(jì)工程師結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)羅**男本科設(shè)計(jì)工程師結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試驗(yàn)證組組長(zhǎng)林**男本科產(chǎn)品總監(jiān)測(cè)試規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的制定測(cè)試方案的擬定成員張**男本科EMI/EMC測(cè)試工程師EMI/EMC測(cè)試負(fù)責(zé)項(xiàng)目的EMI/EMC測(cè)試高**男本科環(huán)境試驗(yàn)工程