T-UNP 268-2024 基于PCIe總線的工控網(wǎng)絡(luò)安全可組態(tài)板技術(shù)要求

基于PCle總線的工控網(wǎng)絡(luò)安全可組態(tài)板技2024-11-14發(fā)布2024-11-14實(shí)施中國(guó)聯(lián)合國(guó)采購(gòu)促進(jìn)會(huì)發(fā)布I II 1 13術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ) 13.1術(shù)語(yǔ)和定義 13.2縮略語(yǔ) 14產(chǎn)品組成 15軟硬件要求 2 2 26質(zhì)量要求 2 26.2結(jié)構(gòu) 26.3外觀 27功能要求 37.1PCIe總線接口功能 37.2網(wǎng)絡(luò)安全功能 37.3可組態(tài)功能 38性能要求 3 48.2環(huán)境適應(yīng)性 4 4 4 49接口要求 49.1PCIe總線接口 49.2以太網(wǎng)接口 4 4 510安全要求 510.1工藝安全要求 510.2數(shù)據(jù)安全要求 510.3應(yīng)急安全要求 6參考文獻(xiàn) 7本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)聯(lián)合國(guó)采購(gòu)促進(jìn)會(huì)提出并歸口。本文件起草單位：東方電氣中能工控網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)(成都)有限責(zé)任公司、中科企服(深圳)科技有限公司、中科信泰(深圳)信息技術(shù)限公司、遼寧省友策網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司。本文件主要起草人：張宇、梁海、李秋岑、趙東、謝剛、李斌、羅仕先、熊興武、文銳、李正雄、楊凱宇、鄭祥、史媛媛。本文件UNSPSC代碼為“32.15.20”,由3段組成。其中：第1段為大類，“32”品”,第2段為中類，“15”表示“自動(dòng)化控制裝置及組件及附件”,第3段為小類，“20”表示“過(guò)程1FR-4:玻璃纖維板(FiberglassResin-4)PCIe:一種高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)(PeripheralComponentInterconnectExpress)SSL:安全套接層(SecureTLS:傳輸層安全協(xié)議(TransportLayerSecurity)4.1基于PCIe總線的工控網(wǎng)絡(luò)安全可組態(tài)板應(yīng)4.2PCIe金手指電路應(yīng)通過(guò)PCIe總線電路與單片機(jī)連接，用于外部上位機(jī)與單片機(jī)之間的通信。4.3單片機(jī)作為可組態(tài)板的核心控制器，負(fù)責(zé)處理來(lái)自外部設(shè)備的信號(hào)，并執(zhí)行相應(yīng)的4.4I/0電路應(yīng)分別與單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)電源電路連接，用于單片機(jī)與外部電路之間進(jìn)行指令的收發(fā)。4.5基于PCIe總線的工控網(wǎng)絡(luò)安全可組態(tài)板電路框架見(jiàn)圖1。2圖1基于PCle總線的工控網(wǎng)絡(luò)安全可組態(tài)板電路框架圖5軟硬件要求a)基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)開(kāi)發(fā)，確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性；b)具有遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控功能，便于集中管理和維護(hù)；b)具有硬件看門狗功能，確保系統(tǒng)在異常情況下能自動(dòng)復(fù)位；d)數(shù)字量輸入(輸出)信號(hào)采用光隔離方式，防止外部高壓信號(hào)干擾PCIe板；e)通過(guò)預(yù)制電纜使PCIe板與接線端子連接。6質(zhì)量要求6.1材料a)PCIe金手指電路：金手指部分應(yīng)采用鍍金處理，提高導(dǎo)電性和抗腐蝕性；e)I/0電路：I/0電路應(yīng)配備有4路開(kāi)關(guān)量輸入(DI)通道，提供6路24V輸出(DO)通道。6.3外觀a)電路板設(shè)計(jì)為2層結(jié)構(gòu)；b)電路板尺寸為128mm×75mm,滿足特定的安裝需求；c)電路板厚度為1.6mm,提供滿足性能要求的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能；3e)字符宜為白色，清晰標(biāo)注電路板上的元件和線路信息；f)銅箔厚度設(shè)定為上下各1盎司，滿足信號(hào)傳輸和電流承載需求；g)最小線寬與線距均設(shè)定為10mil,保證電路布線的密集度和可靠性；h)支持雙面貼片，可在產(chǎn)品正反兩面安裝電子元件，提高空間利用率；i)可組態(tài)板的外殼應(yīng)采用堅(jiān)固、耐用的材料制成，表面應(yīng)平整光滑，無(wú)明顯的凹陷、凸起、劃痕、裂縫或變形等缺陷；j)標(biāo)識(shí)應(yīng)清晰、準(zhǔn)確、持久，包括：2)規(guī)格；3)生產(chǎn)廠家；4)生產(chǎn)日期；5)序列號(hào)等信息。k)標(biāo)識(shí)應(yīng)易于識(shí)別和讀取，不應(yīng)模糊不清或易于磨損；1)接口部分應(yīng)無(wú)松動(dòng)、變形或損壞，插頭和插座應(yīng)配合緊密，插拔順暢；m)指示燈應(yīng)明亮、清晰，能夠準(zhǔn)確反映可組態(tài)板的工作狀態(tài)。7功能要求7.1PCle總線接口功能7.1.1可組態(tài)板應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的PCIe總線接口，與其他PCIe設(shè)備進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。7.1.2可組態(tài)板應(yīng)支持PCIe總線的熱插拔功能，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行插拔操作，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影7.2網(wǎng)絡(luò)安全功能7.2.1可組態(tài)板應(yīng)具有訪問(wèn)控制功能，對(duì)不同的用戶和設(shè)備進(jìn)行權(quán)限管理。7.2.2可組態(tài)板應(yīng)具有數(shù)據(jù)加密功能，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。7.2.3可組態(tài)板應(yīng)具有入侵檢測(cè)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量。7.3可組態(tài)功能7.3.1用戶界面實(shí)時(shí)顯示可組態(tài)板的工作狀態(tài)和參數(shù)信息，為用戶提供全面的監(jiān)控和管理功能。工作狀態(tài)信息包括：a)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)；b)數(shù)據(jù)傳輸速率；c)安全策略執(zhí)行情況等。7.3.2參數(shù)信息包括：a)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置；b)安全策略配置；c)功能模塊選擇等。7.3.3提供可組態(tài)的功能模塊，如數(shù)據(jù)過(guò)濾模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、安全策略管理模塊等。支持用戶根據(jù)實(shí)際需求選擇和配置不同的功能模塊。7.3.4可組態(tài)板應(yīng)提供友好的用戶界面，應(yīng)采用直觀的圖形化元素和清晰的文字說(shuō)明，方便用戶進(jìn)行配置和管理，快速理解各個(gè)功能的作用和操作方法。7.3.5支持在線固件升級(jí)，便于及時(shí)更新安全功能和修復(fù)漏洞。固件升級(jí)過(guò)程應(yīng)安全可靠，防止升級(jí)失敗導(dǎo)致設(shè)備故障。7.3.6可組態(tài)板應(yīng)具備完善的升級(jí)機(jī)制，包括升級(jí)前的備份功能、升級(jí)過(guò)程中的校驗(yàn)功能和升級(jí)后的自動(dòng)恢復(fù)功能等。升級(jí)過(guò)程應(yīng)提供詳細(xì)的進(jìn)度顯示和錯(cuò)誤提示，便于用戶及時(shí)了解升級(jí)狀態(tài)和處理升級(jí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。8性能要求48.1電氣性能8.1.1支持多種供電電壓，包括3.3V、12V和24V,適應(yīng)不同的電源需求。8.1.2應(yīng)具有良好的電流穩(wěn)定性，在工作過(guò)程中的電流波動(dòng)不應(yīng)影響其正常工作。8.1.3可組態(tài)板應(yīng)具有抗干擾能力，能在復(fù)雜的電磁環(huán)境下正常工作。信號(hào)傳輸過(guò)程中應(yīng)不受外界干擾的影響，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。8.2環(huán)境適應(yīng)性設(shè)備在-40℃~85℃的環(huán)境溫度下應(yīng)正常工作。8.3抗干擾性具備良好的抗電磁干擾、抗靜電干擾等能力，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。8.4總線性能8.4.1帶寬達(dá)到50MB/s,傳輸速率達(dá)到4000000Kbps。8.4.2中斷最小脈沖寬度為5ns,支持中斷信號(hào)的快速響應(yīng)。8.4.3數(shù)據(jù)輸出的建立和保持時(shí)間均為15ns或45ns。8.4.4讀寫(xiě)控制信號(hào)的脈沖寬度在30ns~480ns之間。8.5MOS管性能8.5.1導(dǎo)通延遲時(shí)間為7ns。8.5.2關(guān)閉延遲時(shí)間為8ns。8.5.3上升時(shí)間為8ns。8.5.4下降時(shí)間為9ns。9接口要求9.1PCle總線接口9.1.1支持不同版本的PCIe總線協(xié)議，適應(yīng)不同的系統(tǒng)配置需求。9.1.2應(yīng)具備良好的電氣兼容性，防止信號(hào)干擾和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。9.1.3支持熱插拔功能，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中安全地插入或拔出可組態(tài)板，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損壞或數(shù)據(jù)9.1.4提供狀態(tài)指示燈，顯示PCIe接口的連接狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等信息，便于用戶進(jìn)行故障診斷和9.2以太網(wǎng)接口9.2.1支持多種以太網(wǎng)協(xié)議，如TCP/IP、UDP等，滿足不同的網(wǎng)絡(luò)通信需求。具備高速以太網(wǎng)傳輸能力，滿足工控網(wǎng)絡(luò)中大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸要求。9.2.2提供網(wǎng)絡(luò)管理功能，支持遠(yuǎn)程配置和監(jiān)控。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)可組態(tài)板進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、固件升級(jí)等操作，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。9.2.3具備網(wǎng)絡(luò)安全功能，如防火墻、訪問(wèn)控制等，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和網(wǎng)絡(luò)攻擊。支持加密通信，確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的安全性。9.2.4接口應(yīng)具備良好的抗干擾能力，在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定工作。提供網(wǎng)絡(luò)故障診斷功能，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)快速定位故障點(diǎn)。9.3.1支持常見(jiàn)的串口通信協(xié)議，如RS-232、RS-485等。具備不同的波特率設(shè)置，適應(yīng)不同的設(shè)備通信需求。9.3.2提供硬件流控和軟件流控功能，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。接口?yīng)具備良好的電氣隔離性能，防止外部干擾對(duì)系統(tǒng)造成影響。59.3.3支持串口擴(kuò)展功能，通過(guò)多個(gè)串口連接不同的設(shè)備。提供串口調(diào)試功能，便于用戶進(jìn)9.4USB接口9.4.1支持USB2.0及以上版本的協(xié)議，提供高速數(shù)據(jù)傳輸能力?？蛇B接外部存儲(chǔ)設(shè)備、打印機(jī)等設(shè)9.4.3提供USB接口的電源管理功能，對(duì)連接的USB設(shè)備進(jìn)行供電控制。支持USB接口的安全認(rèn)證功9.4.4USB接口應(yīng)具備良好的兼容性，支持與不同類型的USB設(shè)備進(jìn)行通信。提供USB接口的故障診10.1.1.2關(guān)鍵元件的選型應(yīng)經(jīng)過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證，如PCIe總線接口芯片、穩(wěn)壓芯片等，其性能和質(zhì)量應(yīng)漏焊等問(wèn)題。如采用SMT(表面貼裝技術(shù))焊接時(shí)，要控制焊接溫度、時(shí)間和壓力等參數(shù)，保證焊接質(zhì)10.1.3.2對(duì)于板卡上的接口部分，如PCIe金手指、I/0接口等，應(yīng)進(jìn)行鍍金或其他防護(hù)處理，提高