RU222536U1

RU222536U1 - TRUSTED COMPUTING MODULE

Info

Publication number: RU222536U1
Application number: RU2023119448U
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Титов; Дмитрий Сергеевич Аксенов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВЕДАПРОЕКТ" (ООО "ВЕДАПРОЕКТ")
Filing date: 2023-07-24
Publication date: 2024-01-09

Abstract

Полезная модель относится к области персональных мини-компьютеров, обеспечивающих работу в доверенном режиме, при цифровой связи с информационной инфраструктурой и взаимодействии пользователя с устройствами ввода-вывода в рамках работы в пользовательских программах, выполнена с возможностью замены процессорного модуля. Доверенный вычислительный модуль состоит из корпуса 7, в котором закреплена материнская плата 1 с краевым разъемом МХМ 3.0 стандарта SMARC 2.1, к которому с помощью элементов крепления с возможностью замены подключен процессорный модуль 2 с процессором ARM архитектуры, элемент охлаждения процессорного модуля 3, стойки для процессорного модуля малого форм-фактора 5, представляющие собой металлические опоры, которые установлены между процессорным модулем 2 и материнской платой 1 и обеспечивают отсутствие физического контакта процессорного модуля 2 и материнской платы 1, стойки для крепления процессорного модуля увеличенного форм-фактора 6, представляющие собой металлические опоры, которые установлены между процессорным модулем 2 и материнской платой 1 и обеспечивают отсутствие физического контакта процессорного модуля 2 и материнской платы 1. 3 ил. The utility model relates to the field of personal mini-computers that provide operation in a trusted mode, with digital communication with the information infrastructure and user interaction with input-output devices as part of work in user programs, and is designed with the ability to replace the processor module. The trusted computing module consists of a housing 7 in which a motherboard 1 is fixed with an edge connector MXM 3.0 standard SMARC 2.1, to which a processor module 2 with an ARM architecture processor is connected using fastening elements that can be replaced, a cooling element for the processor module 3, racks for the processor small form factor module 5, which are metal supports that are installed between the processor module 2 and the motherboard 1 and ensure that there is no physical contact between the processor module 2 and the motherboard 1, racks for attaching the processor module of an increased form factor 6, which are metal supports , which are installed between the processor module 2 and the motherboard 1 and ensure that there is no physical contact between the processor module 2 and the motherboard 1. 3 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model relates

Полезная модель относится к области персональных мини-компьютеров, обеспечивающих работу в доверенном режиме, при цифровой связи с информационной инфраструктурой и взаимодействии пользователя с устройствами ввода-вывода в рамках работы в пользовательских программах, выполнен с возможностью замены процессорного модуля.The utility model relates to the field of personal mini-computers that provide operation in a trusted mode, with digital communication with the information infrastructure and user interaction with input-output devices as part of work in user programs, made with the ability to replace the processor module.

Уровень техникиState of the art

Известна конструкция РоЕ мини-компьютера на базе СМ4 (режим доступа https://aliexpress.ru/item/1005002668701972.html?sku_id=12000021630920329), который содержит металлический чехол, материнскую плату, вычислительный модель, охлаждающий вентилятор.The design of a PoE mini-computer based on CM4 is known (access mode https://aliexpress.ru/item/1005002668701972.html?sku_id=12000021630920329), which contains a metal case, a motherboard, a computing model, and a cooling fan.

Однако, данная модель не позволяет произвести быстрой замены процессорного модуля, данная модель имеет меньшее количество портов USB 3.0, выполнена из листов металла, т.е. не имеет антивандального корпуса.However, this model does not allow quick replacement of the processor module; this model has fewer USB 3.0 ports and is made of metal sheets, i.e. does not have a vandal-proof housing.

Известно «Сетевое вычислительное устройство» (патент RU 211882 U1, G06F1/16, публ. 18.11.2021), которое представляет собой вычислительное устройство, реализующее модульный принцип комплектации функциональных плат, что позволяет заменять части устройства без необходимости разрабатывать его заново.The “Network Computing Device” is known (patent RU 211882 U1, G06F1/16, published 11/18/2021), which is a computing device that implements the modular principle of assembling functional boards, which allows you to replace parts of the device without the need to develop it anew.

Недостатком такого решения является необходимость разработки набора модулей материнских плат с различными моделями процессоров, а также производить монтажные работы для адаптации различных модулей.The disadvantage of this solution is the need to develop a set of motherboard modules with different processor models, as well as to carry out installation work to adapt various modules.

Реализуемое устройство лишено этих недостатков, так как использует краевой разъем стандарта SMARC 2.1 для оперативной замены процессорного модуля как вышедшего из строя процессорного модуля, так и в целях модернизации и получения оптимальных характеристик по производительности.The implemented device is devoid of these disadvantages, since it uses an edge connector of the SMARC 2.1 standard for quickly replacing a processor module, either a failed processor module, or for the purpose of upgrading and obtaining optimal performance characteristics.

Также близка по смыслу к реализуемому устройству полезная модель «КОМПЬЮТЕР ДЛЯ РАБОТЫ В ДОВЕРЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ» (RU 2666618 C1, G06F 21/71, G06F 21/82, публ. 11.09.2018), которая позволяет создать компьютер повышенного уровня безопасности с использованием отдельного встроенного аппаратного средства защиты информации - резидентного компонента безопасности (далее - РКБ). Данный компонент находится в периметре устройства и соединен с шиной компьютера, обеспечивая привилегированное исполнение своих команд.Also close in meaning to the implemented device is the useful model “COMPUTER FOR WORKING IN A TRUSTED COMPUTING ENVIRONMENT” (RU 2666618 C1, G06F 21/71, G06F 21/82, published 09/11/2018), which allows you to create a computer with an increased level of security using a separate built-in hardware information protection device - resident security component (hereinafter referred to as RKB). This component is located within the perimeter of the device and is connected to the computer bus, providing privileged execution of its commands.

Недостатком такого решения является использование внутри компьютера отдельного устройства для выполнения функции безопасности. Минимальная доработка подобного компьютера позволит обойти защиту РКБ.The disadvantage of this solution is the use of a separate device inside the computer to perform the security function. Minimal modifications to such a computer will allow you to bypass the RKB protection.

Предлагаемое устройство лишено этого недостатка, так как использует отличную от указанного компьютера архитектуру процессора - ARM, а также отличительное свойство данной архитектуры - возможность записи криптографической информации на однократно записываемую память процессора, доступную для чтения исключительно безопасному ядру процессора.The proposed device is free from this drawback, since it uses a processor architecture different from the specified computer - ARM, as well as a distinctive property of this architecture - the ability to write cryptographic information to write-once processor memory, readable exclusively by the secure processor core.

Известен сетевой сервер с модульным обменником (CN 203689292 U, G06F 1/16, G06F 1/18, публ. 02.07.2014), который состоит из оболочки и множества обменных модулей, при этом оболочка снабжена множеством вмещающих пространств. Каркас сетевого сервера разработан в модульном режиме, и количество модулей обменника может быть увеличено или уменьшено в режиме, когда пользователь извлекает модули обменника из сетевого сервера или вставляет модули обменника в сетевой сервер таким образом, что требование для фактического использования может быть выполнено. Кроме того, каждый модуль теплообменника имеет модульную структуру, так что размер каждого модуля теплообменника сведен к минимуму и достигается цель экономии места. Таким образом, пользователь может заменить наборы блоков приема-передачи внутри модулей обмена на наборы блоков одномодовых приемов-передачи или наборы блоков двухрежимных приемов-передач в соответствии с требованиями фактического использования; кроме того, слоты оптического волокна, образованные в наборах одномодовых приемопередающих блоков или наборах двухмодовых приемопередающих блоков, не имеют сферических ограничений, так что слоты являются слотами оптического волокна ROSA или слотами оптического волокна TOSA или слотами оптического волокна RJ45.A network server with a modular exchanger is known (CN 203689292 U, G06F 1/16, G06F 1/18, published 07/02/2014), which consists of a shell and a plurality of exchange modules, wherein the shell is equipped with a plurality of accommodating spaces. The network server framework is designed in a modular mode, and the number of exchanger modules can be increased or decreased in a mode where the user removes exchanger modules from the network server or inserts exchanger modules into the network server so that the requirement for actual use can be fulfilled. In addition, each heat exchanger module has a modular structure so that the size of each heat exchanger module is minimized and the goal of space saving is achieved. Therefore, the user can replace the TX block sets inside the exchange modules with single-mode TX block sets or dual-mode TX block sets according to the requirements of actual use; In addition, optical fiber slots formed in single-mode transceiver block sets or dual-mode transceiver block sets do not have spherical restrictions, so that the slots are ROSA optical fiber slots or TOSA optical fiber slots or RJ45 optical fiber slots.

Наиболее близкое к предлагаемому устройству, принятое за прототип, является «Сетевое вычислительное устройство» (RU 211797 U1, G06F 1/16, публ. 23.06.2022), которое относится к устройствам в составе аппаратных вычислительных сетей, и предназначенных для использования в составе доверенных аппаратных вычислительных платформ критической информационной инфраструктуры в промышленности и телекоммуникации, устройство состоит из корпуса, печатной платы с компонентами и источника питания, при этом печатная плата оснащена 4-ядерным процессором с архитектурой Intel 80x86 вычислительной производительностью не менее 11 GFLOPS и универсальным портом Ethernet, при этом универсальный порт Ethernet включает сетевой адаптер, объединенное посадочное место разъемов RJ-45 и SFP и гибко конфигурируемую сеть соединений между сетевым адаптером и разъемами.The closest to the proposed device, adopted as a prototype, is the “Network Computing Device” (RU 211797 U1, G06F 1/16, published 06/23/2022), which refers to devices as part of hardware computer networks, and intended for use as part of trusted hardware computing platforms for critical information infrastructure in industry and telecommunications, the device consists of a housing, a printed circuit board with components and a power supply, while the printed circuit board is equipped with a 4-core processor with Intel 80x86 architecture with a computing performance of at least 11 GFLOPS and a universal Ethernet port, while The universal Ethernet port includes a network adapter, a combined RJ-45 and SFP connector footprint, and a flexible network of connections between the network adapter and connectors.

Недостатками прототипа являются: в прототипе невозможно произвести быструю замену процессорного модуля; корпус устройства, указанного в прототипе, не имеет антивандальных свойств, устройство выполнено в корпусе из листового металла; устройство, описанное в прототипе, не обеспечивает работу в доверенном режиме.The disadvantages of the prototype are: in the prototype it is impossible to quickly replace the processor module; the housing of the device specified in the prototype does not have anti-vandal properties, the device is made of sheet metal; the device described in the prototype does not provide operation in a trusted mode.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание доверенного вычислительного модуля, который позволяет обеспечить функций доверенной загрузки и контроль запуска файлов в операционной системе, реализовать возможность замены моделей процессоров с сохранением функционального состава вычислительного модуля, что дополнительно приводит к снижению рисков брака при разработке и наладке, удешевлению его производства.The technical problem solved by the claimed utility model is the creation of a trusted computing module, which makes it possible to provide trusted boot functions and control the launch of files in the operating system, to implement the ability to replace processor models while maintaining the functional composition of the computing module, which additionally leads to a reduction in the risk of defects during development and adjustment, reducing the cost of its production.

Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в расширении функциональных возможностей и обеспечение безопасности доверенного вычислительного модуля за счет обеспечения смены процессора, в том числе и на иную модель.The technical result achieved by the claimed utility model is to expand the functionality and ensure the security of the trusted computing module by allowing the processor to be changed, including to a different model.

Для достижения технического результата предлагается доверенный вычислительный модуль, содержащий корпуса 7, в котором закреплена материнская плата 1 с краевым разъемом МХМ 3.0 стандарта SMARC 2.1 к которому с помощью элементов крепления с возможностью замены подключен процессорный модуль 2 с процессором ARM архитектуры, элемент охлаждения процессорного модуля 3, стойки для процессорного модуля малого форм-фактора 5, представляющие собой металлические опоры, которые установлены между процессорным модулем 2 и материнской платой 1 и обеспечивают отсутствие физического контакта процессорного модуля 2 и материнской платы 1, стойки для крепления процессорного модуля увеличенного форм-фактора 6, представляющие собой металлические опоры, которые установлены между процессорным модулем 2 и материнской платой 1 и обеспечивают отсутствие физического контакта процессорного модуля 2 и материнской платы 1.To achieve the technical result, a trusted computing module is proposed, containing a housing 7, in which a motherboard 1 is fixed with an edge connector MXM 3.0 of the SMARC 2.1 standard, to which a processor module 2 with an ARM architecture processor and a cooling element for the processor module 3 are connected using fastening elements that can be replaced , racks for the small form factor processor module 5, which are metal supports that are installed between the processor module 2 and the motherboard 1 and ensure that there is no physical contact between the processor module 2 and the motherboard 1, racks for mounting the large form factor processor module 6, which are metal supports that are installed between the processor module 2 and the motherboard 1 and ensure that there is no physical contact between the processor module 2 and the motherboard 1.

Причем в качестве элементов крепления может быть использовано винтовое соединение.Moreover, a screw connection can be used as fastening elements.

Причем к материнской плате 1 с помощью болтового соединения закреплен корпус 7, на передней панели которого размещена кнопка запуска, а на задней панели размещена кнопка подачи питания.Moreover, a housing 7 is attached to the motherboard 1 using a bolted connection, on the front panel of which there is a start button, and on the rear panel there is a power supply button.

Достигается обеспечение безопасности за счет использования процессора ARM архитектуры совместно с отличительным свойством данной архитектуры - возможностью записи криптографической информации на однократно записываемую память процессора, доступную для чтения исключительно безопасному ядру процессора. В результате, контроль над работоспособностью доверенного вычислительного модуля осуществляется тем же процессором, использующимся для основной работы, только отдельной, безопасной его частью. Совместно со специально разработанным ПО: загрузчиком, операционной системой и средством контроля запуска файлов, реализуемое устройство позволяет осуществить доверенный запуск операционной системы и контроль запуска файлов на основе криптографической информации внутри однократно записываемой памяти процессора.Security is achieved through the use of an ARM architecture processor in conjunction with a distinctive property of this architecture - the ability to write cryptographic information to write-once processor memory, readable exclusively by the secure processor core. As a result, control over the performance of the trusted computing module is carried out by the same processor used for the main work, but only by a separate, secure part of it. Together with specially developed software: a bootloader, an operating system and a file launch control tool, the implemented device allows for trusted launch of the operating system and file launch control based on cryptographic information inside the write-once processor memory.

Достигается возможность замены процессора путем внедрения метода отделения модели процессорного модуля 2 в независимый электронный модуль, соединяющийся посредством краевого разъема с разъемом материнской платы 1 повышенной плотности. Данное соединение обеспечивает вывод всех функциональных линий процессора, в том числе за счет закрепления определенных функций за номерами контактов разъемного соединения, а также соответствующих электрических требований.The ability to replace the processor is achieved by introducing a method of separating the model of processor module 2 into an independent electronic module connected via an edge connector to the high-density connector of the motherboard 1. This connection provides the output of all functional lines of the processor, including by assigning certain functions to the pin numbers of the plug-in connection, as well as the corresponding electrical requirements.

Для обеспечения совместимости различных моделей процессоров применена система креплений, позволяющих устанавливать модели процессоров разных форм-факторов. Данная возможность достигается за счет определенного расположения стоек на материнской плате 1, что позволяет без каких-либо изменений в материнской плате 1 устанавливать модели процессоров с разным конструктивом и системной охлаждения модели процессора.To ensure compatibility between different processor models, a fastening system is used that allows the installation of processor models of different form factors. This possibility is achieved due to a specific arrangement of racks on the motherboard 1, which allows, without any changes to the motherboard 1, the installation of processor models with different designs and system cooling of the processor model.

Для соединения процессорного модуля 2 с материнской платой 1 был выбран разъем МХМ 3.0 и стандарт соединения SMARC 2.1, являющиеся отраслевым стандартом для промышленных микрокомпьютеров и процессорных модулей. Применение этого стандарта существенно расширяет возможности использования процессорных модулей различных производителей, так как большинство современных процессоров ARM архитектуры реализуются в процессорных модулях этого стандарта.To connect processor module 2 to motherboard 1, the MXM 3.0 connector and SMARC 2.1 connection standard, which are the industry standard for industrial microcomputers and processor modules, were selected. The use of this standard significantly expands the possibilities of using processor modules from various manufacturers, since most modern ARM architecture processors are implemented in processor modules of this standard.

Таким образом, существенные признаки полезной модели направлены на достижение единого технического результата - расширение функциональных возможностей и обеспечение безопасности доверенного вычислительного модуля за счет обеспечения смены процессора, в том числе и на иную модель.Thus, the essential features of the utility model are aimed at achieving a single technical result - expanding the functionality and ensuring the security of the trusted computing module by ensuring the change of the processor, including to a different model.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен доверенный вычислительный модуль с антивандальным корпусом, вид сверху без крышки.In fig. Figure 1 shows a trusted computing module with a vandal-proof housing, top view without cover.

На фиг. 2 представлен доверенный вычислительный модуль с антивандальным корпусом, вид сверху без крышки вычислительного модуля и без системы охлаждения процессорного модуля с обозначением расположений стоек материнской платы для установки процессоров различных форм-факторов.In fig. Figure 2 shows a trusted computing module with a vandal-proof housing, a top view without a computing module cover and without a processor module cooling system, indicating the locations of motherboard racks for installing processors of various form factors.

На фиг. 3 представлен доверенный вычислительный модуль с антивандальным корпусом, вид с закрытой верхней крышкой.In fig. Figure 3 shows a trusted computing module with a vandal-proof housing, viewed with the top cover closed.

Доверенный вычислительный модуль состоит из корпуса 7, в котором размещена материнская плата 1, с компонентами и внешними и внутренними интерфейсами, источниками питания (не показано) (фиг. 1). При этом материнская плата 1 оснащена четырехядерным процессором ARM архитектуры с четырьмя ядрами Cortex-А53 с тактовой частотой до 2х ГГц и универсальным портом стандарта SMARC 2.1.The trusted computing module consists of a housing 7, which houses the motherboard 1, with components and external and internal interfaces, power supplies (not shown) (Fig. 1). At the same time, motherboard 1 is equipped with a quad-core ARM processor with four Cortex-A53 cores with a clock frequency of up to 2 GHz and a universal port of the SMARC 2.1 standard.

Использования процессора ARM архитектуры совместно с отличительным свойством данной архитектуры - возможностью записи криптографической информации на однократно записываемую память процессора, доступную для чтения исключительно безопасному ядру процессора. В результате, контроль над работоспособностью доверенного вычислительный модуль осуществляется тем же процессором, использующимся для основной работы, только отдельной, безопасной его частью. Совместно со специально разработанным ПО: загрузчиком, операционной системой и средством контроля запуска файлов, реализуемое устройство позволяет осуществить доверенный запуск операционной системы и контроль запуска файлов на основе криптографической информации внутри однократно записываемой памяти процессора.The use of an ARM architecture processor in conjunction with a distinctive property of this architecture - the ability to write cryptographic information to write-once processor memory, readable exclusively by the secure processor core. As a result, control over the performance of the trusted computing module is carried out by the same processor used for the main work, but only in a separate, secure part of it. Together with specially developed software: a boot loader, an operating system and a file launch control tool, the implemented device allows for trusted launch of the operating system and file launch control based on cryptographic information inside the write-once processor memory.

Доверенный вычислительный модуль (фиг. 2, 3) содержит материнскую плату 1, выполняющую функцию носителя процессорного модуля 2, а также внутренних и внешних интерфейсов, причем на материнской плате 1 выполнено шесть отверстий, предназначенных для крепления к корпусу 7,The trusted computing module (Fig. 2, 3) contains a motherboard 1 that serves as a carrier of the processor module 2, as well as internal and external interfaces, and the motherboard 1 has six holes intended for attachment to the housing 7,

процессорный модуль 2,processor module 2,

элемент охлаждения процессорного модуля 3,cooling element of the processor module 3,

элементы крепления процессорного модуля 4,fastening elements for the processor module 4,

стойки для процессорного модуля малого форм-фактора 5, представляющие собой металлические опоры, которые установлены между процессорным модулем 2 и материнской платой 1 и обеспечивают отсутствие физического контакта процессорного модуля 2 и материнской платы 1. Предназначены для процессорных модулей с меньшими габаритами.racks for small form factor processor module 5, which are metal supports that are installed between the processor module 2 and the motherboard 1 and ensure that there is no physical contact between the processor module 2 and the motherboard 1. Designed for processor modules with smaller dimensions.

Стойки для процессорного модуля увеличенного форм-фактора 6, представляющие собой металлические опоры, которые установлены между процессорным модулем 2 и материнской платой 1 и обеспечивают отсутствие физического контакта процессорного модуля 2 и материнской платы 1. Предназначены для процессорных модулей с большими габаритами.Racks for processor module of increased form factor 6, which are metal supports that are installed between processor module 2 and motherboard 1 and ensure that there is no physical contact between processor module 2 and motherboard 1. Designed for processor modules with large dimensions.

Возможность замены процессора достигается путем внедрения метода отделения модели процессорного модуля 2 в независимый электронный модуль, соединяющийся посредством краевого разъема с разъемом материнской платы 1 повышенной плотности. Данное соединение обеспечивает вывод всех функциональных линий процессора, в том числе за счет закрепления определенных функций за номерами контактов разъемного соединения, а также соответствующих электрических требований.The ability to replace the processor is achieved by introducing a method of separating the processor module model 2 into an independent electronic module connected via an edge connector to the high-density motherboard connector 1. This connection provides the output of all functional lines of the processor, including by assigning certain functions to the pin numbers of the plug-in connection, as well as the corresponding electrical requirements.

Корпус 7 (фиг. 2, 3) разработан с целью обеспечения антивандальных свойств, а также, обеспечения теплоотвода от процессорного модуля 2.Housing 7 (Fig. 2, 3) is designed to provide anti-vandal properties, as well as to provide heat removal from the processor module 2.

Корпус 7 изготовленный из алюминия, состоящий из двух частей: верхней и нижней панели. Нижняя панель корпуса выполнена полой. По углам верхней панели расположены две прямоугольные выемки со скругленными углами, предназначенные для изменения уровня материнской платы 1 и периферийных устройств (нейросетевых модулей, плат управления питанием и др.).Housing 7 is made of aluminum, consisting of two parts: top and bottom panels. The bottom panel of the case is hollow. At the corners of the top panel there are two rectangular recesses with rounded corners, designed to change the level of motherboard 1 and peripheral devices (neural network modules, power management boards, etc.).

Корпус 7 имеет шесть посадочных отверстий 8, предназначенных для крепления материнской платы 1, причем посадочные отверстия 8 корпуса 7 расположенные на нижней панели корпуса 7, соосны с посадочными отверстиями 8 на материнской плате 1. Закрепление материнской платы 1 в корпус 7 возможно посредством использования винтового или клипсового соединения. В обоих случаях, закрепление обеспечивает достаточно безопасное удержание материнской платы 1 внутри корпуса 7. Помимо посадочных отверстий 8 для крепления материнской платы 1, на верхней панели корпуса 7 выполнено не менее одного посадочного отверстия 8, необходимого для закрепления периферийных устройств, необходимых пользователю (не показано). На передней панели корпуса 7, ближе к левой стенке корпуса 7, расположена кнопка включения, на задней панели корпуса 7, ближе к правой стенке корпуса 7, расположена кнопка подачи питания (не показано).The housing 7 has six mounting holes 8 intended for fastening the motherboard 1, and the mounting holes 8 of the housing 7 located on the bottom panel of the housing 7 are coaxial with the mounting holes 8 on the motherboard 1. Securing the motherboard 1 into the housing 7 is possible by using a screw or clip connection. In both cases, fastening provides a fairly safe hold of the motherboard 1 inside the case 7. In addition to the mounting holes 8 for fastening the motherboard 1, at least one mounting hole 8 is made on the top panel of the case 7, which is necessary for securing peripheral devices necessary for the user (not shown ). On the front panel of the housing 7, closer to the left wall of the housing 7, there is a power button; on the rear panel of the housing 7, closer to the right wall of the housing 7, there is a power supply button (not shown).

На материнской плате 1 выполнено шесть посадочных отверстий 8, предназначенных для крепления к нижней панели корпусу 7, четыре посадочных отверстия 8 для крепления материнской платы 1 к нижней панели корпуса 7 расположены по углам материнской платы 1. Выбор еще двух посадочных отверстий 8 для крепления материнской платы 1 к нижней панели корпуса 7 зависит от функциональных возможностей доверенного вычислительного модуля и выбирается в зависимости от порядка расположения и периферийных устройств.On the motherboard 1 there are six mounting holes 8 intended for fastening to the bottom panel of the case 7, four mounting holes 8 for fastening the motherboard 1 to the bottom panel of the case 7 are located in the corners of the motherboard 1. Selection of two more mounting holes 8 for attaching the motherboard 1 to the bottom panel of the chassis 7 depends on the functionality of the trusted computing module and is selected depending on the order of arrangement and peripheral devices.

При этом после закрепления материнской платы 1 на нижней панели корпуса 7, посредством использования винтового или клипсового соединения, верхняя панель корпуса 7 устанавливается на нижнюю панель корпуса 7 посредством винтового соединения. Посадочные отверстия нижней и верхней панели корпуса 7 соосны.In this case, after fixing the motherboard 1 to the bottom panel of the case 7, using a screw or clip connection, the top panel of the case 7 is installed on the bottom panel of the case 7 using a screw connection. The mounting holes of the lower and upper panels of the housing 7 are coaxial.

На нижней панели корпуса 7 имеются вентиляционные отверстия (на чертежах не показано).There are ventilation holes on the bottom panel of the housing 7 (not shown in the drawings).

Элемент охлаждения процессорного модуля 3 выполнен в виде комбинации использования корпуса 7, радиаторов и вентиляторов (не показано). В данном случае, корпус 7 совместно с радиатором распределяют тепло на себя и дополнительно охлаждаются при помощи вентилятора.The cooling element of the processor module 3 is made in the form of a combination of the housing 7, radiators and fans (not shown). In this case, the housing 7, together with the radiator, distributes heat to itself and is additionally cooled using a fan.

Элементы крепления процессорного модуля 4 выполнены в виде винтов, что в свою очередь, обеспечивает возможность быстрой замены процессорного модуля 2, без проведения дополнительных монтажных работ. Элементы крепления материнской платы 1 так же выполнены в виде четырех винтов, что является стандартным методом закрепления устройств подобного типа.The fastening elements of the processor module 4 are made in the form of screws, which in turn makes it possible to quickly replace the processor module 2, without additional installation work. The fastening elements of the motherboard 1 are also made in the form of four screws, which is a standard method of fastening devices of this type.

Доверенный вычислительный модуль работает следующим образом:The Trusted Computing Module works as follows:

Устройство запускается с SD-карты. Для запуска необходимо подключить блок питания к сети электропитания и к устройству. Включить кнопку подачи питания на задней стороне корпуса 7. Нажать кнопку запуска на передней панели корпуса 7. Устройство загрузится само и будет готово к работе.The device starts from the SD card. To start, you need to connect the power supply to the power supply and to the device. Turn on the power button on the back of the case 7. Press the start button on the front panel of the case 7. The device will boot itself and be ready for use.

Устройство может работать в доверенном и недоверенном режиме. Первоначально, устройство поставляется в недоверенном режиме и работает без обеспечения функции доверия. Перед переводом устройства в доверенный режим необходимо заранее подготовить SD-карту с доверенным загрузчиком и операционной системой и вставить карту в соответствующий слот на передней панели устройства (не показано).The device can operate in trusted and untrusted mode. Initially, the device is shipped in untrusted mode and operates without providing a trust function. Before switching the device to trusted mode, you must first prepare an SD card with a trusted bootloader and operating system and insert the card into the appropriate slot on the front panel of the device (not shown).

Для записи криптографической информации в однократно записываемую память процессора необходимо подключить устройство к компьютеру администратора посредством USB-кабеля, запустить программу прошивки на компьютере администратора с необходимыми параметрами, зажать на выключенном устройстве кнопку запуска на 10 секунд и отпустить. После этого устройство перейдет в режим прошивки процессора, выполнит действия по записи информации в однократно записываемую память и выключится автоматически. Требуется отключить устройство от компьютера администратора и включить устройство. Устройство автоматически пустится и загрузит доверенный загрузчик и операционную систему. Перевод устройства в доверенный режим является однократной и необратимой операций. После процедуры перевода в доверенный режим устройство может работать только в доверенном режиме.To write cryptographic information to the write-once memory of the processor, you need to connect the device to the administrator’s computer via a USB cable, run the firmware program on the administrator’s computer with the necessary parameters, hold down the start button on the switched off device for 10 seconds and release. After this, the device will enter the processor firmware mode, perform steps to write information to the write-once memory and turn off automatically. You need to disconnect the device from the administrator's computer and turn on the device. The device will automatically start up and load the trusted bootloader and operating system. Switching the device to trusted mode is a one-time and irreversible operation. After the procedure of transferring to trusted mode, the device can only operate in trusted mode.

Для осуществления замены процессорного модуля 2 не требуется ни специальных приспособлений, ни предварительной профессиональной подготовки: достаточно отвертки и пользователя устройства, ознакомленного с конструкцией, указанной в конструкторской документации. Для этой операции необходимо раскрутить четыре винта, соединяющих нижнюю панель корпуса 7 с материнской платой 1 и верхней панелью корпуса 7. Снять верхнюю панель корпуса 7, обеспечив доступ к процессорному модулю 2. Открутить два прижимных винта, удерживающих процессорный модуль 2 и извлечь его из разъема. После замены процессорного модуля 2 сборку производят в обратном порядке.To replace processor module 2, no special tools or preliminary professional training are required: a screwdriver and the user of the device who is familiar with the design specified in the design documentation are sufficient. For this operation, it is necessary to unscrew the four screws connecting the bottom panel of the case 7 with the motherboard 1 and the top panel of the case 7. Remove the top panel of the case 7, providing access to the processor module 2. Unscrew the two clamping screws holding the processor module 2 and remove it from the socket . After replacing processor module 2, assembly is performed in the reverse order.

Предлагаемый доверенный вычислительный модуль имеет ряд особенностей и преимуществ по сравнению с прототипом, направленных на достижение технического результата, расширение функциональных возможностей и обеспечение безопасности:The proposed trusted computing module has a number of features and advantages compared to the prototype, aimed at achieving a technical result, expanding functionality and ensuring security:

- применение процессорного модуля 2 с разъемом стандарта SMARC 2.1 позволяет использовать преимущества стандарта SMARC, который ориентирован на приложения, требующие высокой производительности при низком энергопотреблении,- the use of processor module 2 with a SMARC 2.1 standard socket allows you to take advantage of the SMARC standard, which is focused on applications that require high performance with low power consumption,

- реализована возможность использования устройства в нескольких режимах работы,- the ability to use the device in several operating modes has been implemented,

- реализована возможность проводить замену процессорного модуля 2 без монтажных работ, без замены материнской платы 1,- implemented the ability to replace processor module 2 without installation work, without replacing the motherboard 1,

- конструкция имеет большее количество внешних и внутренних интерфейсов,- the design has a larger number of external and internal interfaces,

- использован антивандальный корпус 7, который выполняет помимо защитной функции, так же, функции системы охлаждения.- anti-vandal housing 7 is used, which, in addition to the protective function, also functions as a cooling system.

Claims

1. A trusted computing module, consisting of a housing in which a motherboard with an edge connector MXM 3.0 of the SMARC 2.1 standard is fixed, to which a processor module with an ARM architecture processor, a cooling element for the processor module, and racks for the processor module are connected using replaceable fastening elements small form factor, which are metal supports that are installed between the processor module and the motherboard and ensure that there is no physical contact between the processor module and the motherboard, racks for attaching a processor module of increased form factor 6, which are metal supports that are installed between the processor module and motherboard and ensure that there is no physical contact between the processor module and the motherboard, and the case is made of aluminum and consists of an upper and lower panel, the bottom panel of the case is hollow, at the corners of the top panel of the case there are two rectangular recesses with rounded corners, designed to change the level of the motherboard boards, the case has six mounting holes intended for mounting the motherboard, and the mounting holes of the case located on the bottom panel of the case are coaxial with the mounting holes on the motherboard, and the motherboard is fixed in the case by means of a screw connection, in addition to the mounting holes for attaching the motherboard , on the top panel of the case there is at least one mounting hole necessary for securing peripheral devices.

2. Trusted computing module according to claim 1, characterized in that there are ventilation holes on the bottom panel of the housing.

3. Trusted computing module according to any one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that a start button is located on the front panel of the housing, and a power supply button is located on the rear panel of the housing.