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  • 基于FPGA技术的高性能AES_CBC算法的实现研究

    AES是美国于2000年10月份确立的高级加密标准,该标准的反馈链路模式AESCBC加密算法,用于在IPSec中替代DESCBC和3DESCBC。 加密是安全数据网络的关键,要保证在公众网上传输的信息不被窃取和偷听,必须对数据进行加密。在不影响网络性能的前提下,快速实现数据加密/解密,对于开发高性能的安全路由器、安全网关等对数据处理速度要求高的通信设备具有重要的意义。 在目前可查询的基于FPGA技术实现AESCBC的设计中,最快的加/解密速度达到700Mbps/400MHZ。商用CPU奔腾4主频3.06,用汇编语言编写程序,全部资源用于加密解密,最快的加密解密速度可以达到1.4Gbps。但根据国外测试结果表明,即使开发的路由器本身就基于高性能的双64位MIPS网络处理器,软件加密解决方案仅能达到路由器所要求的最低吞吐速率600Mbps。 本文首先研究分析了目前几种实现AESCBC的方法有缺点的情况下,在深入研究影响硬件快速实现AESCBC难点基础上,设计出一种适应于报文加密解密的硬件快速实现AESCBC的方案,在设计中采用加密解密和密钥展开并行工作,实现了在线提供子密钥。在解密中采用了双队列技术,实现了报文解密和子密钥展开协调工作,提高了解密速度。 本文在quartus全面仿真设计方案的基础上,全面验证了硬件实现AESCBC方案的正确性,全面分析了本设计加密解密的性能。并且针对设计中的流水线效率低的问题,提出改善流水线性能的方案,设计出报文级并行加密解密方案,并且给出了硬件实现VPN的初步方案。实现了单一模块加密速度达到1.16Gbps,单一模块解密速度达到900Mbps,多个模块并行工作加密解密速度达到6.4Gbps。 论文最后给出了总结与展望。目前实现的AESCBC算法,只能通过仿真验证其功能的正确性,还需要下载到芯片上做进一步的验证。要用硬件实现整个IPSec,还要进一步开发基于FPGA的技术。总之,为了适应路由器发展的需求,还有很多技术需要研究。

    标签: AES_CBC FPGA 性能 实现研究

    上传时间: 2013-05-29

    上传用户:wangzhen1990

  • 宽带射频数字接收机实验平台的FPGA实现

    该文利用FPGA技术,设计了全概率宽带数字接收机的实验平台,并在其上提出了数字接收机实现的可行性方法,以及对这些方法的验证.该文的主要贡献和创新有以下几个方面.提出了并行结构算法的工程实现,讨论了解决前端采样的高速数据流远远超过后端DSP处理能力问题的可行性方法.利用多相滤波下变频的并行结构特点,使滤波器能够以高效的形式实现,也使得后端的混频能够工作在一个较低的速率上.经过多相滤波下变频处理后的数据,在速率和数量上都有大幅减少,达到了现有通用DSP器件的处理能力的要求.针对多相滤波下变频与短数据快速测频算法的特点,用FPGA搭建了其实验模型,并利用微机EPP接口,对实验目标板进行控制并与其进行数据交换.利用FPGA的在线编程特性,可以方便灵活对各种实现方法加以验证、比较.同时也给调试带来了方便,可以每个模块单独调试而不用改变硬件结构,使调试效率大大提高.该平台也可用来对其他数字处理算法进行实现性分析与实验.参考软件无线电设计的概念和国内外相关文献,提出了多项滤波下变频结构的FPGA实现.传统的DDC通过数字混频、滤波、抽取实现数字下变频,在高速A/D和电子侦察环境条件下商用DDC不能使用.该文采用滤波器多相分解方法,按数字混频序列划分调谐信道,使用先抽取,后低通滤波,再混频的数字下变频结构,高效实现了变载频带通信号数字下变频.结合多相滤波下变频结构、算法对测频精度及速度的要求,提出了短数据快速测频算法的具体实现,使用流水线的设计方法,提高了系统的数据吞吐率,在尽可能短的时间内提供多相滤波下变频所需的载频位置信息.以上两部分的FPGA实现除了纯粹的算法模块外,还包括测试用的外围模块,以及运行于实验平台上的控制模块、缓存、数据控制等.这些模块也用FPGA来实现.

    标签: FPGA 宽带 实验 射频

    上传时间: 2013-06-22

    上传用户:haoxiyizhong

  • 用FPGA实现MPEG-2数字图像传输流语义分析和协议解析功能

    本文首先分析数字图像压缩技术的实际应用情况,相关的DVB技术标准和测试标准ETR290,进而提出了一个可适用于实际工作环境的语义分析模型框架;并在FPGA开发环境ISE中按照这个语义分析模型框架构造了一个具体的VHDL模型;同时利用工具软件Synplify和modelsim完成软件功能和时序仿真;然后设计相应的硬件测试平台来验证模块功能。针对数字图像技术实际应用环境的特点,本文提出了一种构建在嵌入式硬件平台上的分析模块,可实时分析MPEG-2传输流语法。通过连接TCP/IP网络可实现24小时/7天长时间工作。模块化的设计,使其可以安装于各种设备或实际应用环境中的各关键节点,通过网络传输到统一的服务器;同时该模块可设置成不同的硬件触发模式,使之成为故障传感器。因此,该模块适用于工程开通、快速故障监测、长时间监控等。通过与市场上专业测试设备性能进行比较,在测试精确性方面不占优势,但在达到一定数量级的测试精度后,其廉价、简易和无需维护的特点将呈现巨大的优势。

    标签: FPGA MPEG 数字图像 传输流

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:源弋弋

  • 基于DSP和FPGA的开放式运动控制平台研究及其应用

    该文主要介绍基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服运动控制平台的设计.文中在讨论了永磁同步电机的控制策略的基础上提出了针对表面式永磁同步伺服电机的i=0的矢量控制,介绍了通过光电码盘确定永磁同步电机转子磁极位置的方法,以及SVPWM的原理和特性及其数字实现方法.详细阐述由TMS320LF2407A和MAX3128A构建的传动控制系统平台.以上述平台为基础,设计了一个基于矢量控制的三环永磁同步伺服系统,为解决典Ⅱ系统超调和抗扰性的矛盾,将IP调节器引入系统.通过试验证明IP调节器在不影响系统抗扰性和稳态精度的前提下,大大降低了电流的超调.工程实践证明了设计的正确性.为了满足用户对系统方便操作和监视的要求,实现参数在线修改以及故障综合,并满足一定可视性,提出并设计了基于RS232的串行通讯程序,包括两部分:PC机的监控系统和数字操作器.文中详细分析了设计数字操作器的硬件模块及框图和软件流程,实际应用表明数字操作器方便了用户对系统的操纵和监视,已在实际工程中得到应用.

    标签: FPGA DSP 开放式 运动控制平台

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ainimao

  • 基于ARM的嵌入式多串口网络服务器的设计与实现

    随着电子设备的迅猛发展,“让全部设备接入网络”已经成为一种发展趋势。通过嵌入式串口服务器,可以让现有的串行设备拥有联网功能,避免了投资大量人力、物力,有利于对传统串行设备进行更换或者升级。 本文设计的串口服务器采用嵌入式处理器和Linux操作系统,把现有的基于串行接口的数据转化成以太网数据,然后进行数据存取,将传统的串行数据送往网络。 论文主要研究了以下内容: 第一,在研究串口服务器网关工作机理的基础上,分析高性能串口网络服务器的功能需求。 第二,基于AT91ARM9200微处理器及LXT971ALE网络接口芯片等构建嵌入式系统,完成RS232-TCP/IP转换网关的软硬件设计,实现最多32路串行终端同时接入以太网的高性能串口服务器。 第三,在RH Linux 9.0为ARM处理器提供的交叉开发工具下移植Linux,为嵌入式串口服务器设计服务器端与客户端工作模式,同时设计实现系统参数的在线配置功能。 第四,在客户端和服务器端分别设计串口服务器的基本API函数,为系统二次开发打下良好的基础。

    标签: ARM 嵌入式 多串口 网络服务器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mqien

  • 基于ARM的嵌入式远程控制平台系统软件设计

    远程控制的目的旨在突破地域和环境上的限制,对现场设备的运行状态及各种参数进行远程监控。尤其是在现场设备分布离散、工作环境恶劣等情况下,远程控制技术的采用实现了跨地域的集中控制,节省了人力物力,降低了生产成本,提高了生产率和经济效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微处理器和μC/OS—Ⅱ作为系统开发平台,研究并完成了操作系统的移植、应用程序的编写和系统的集成测试。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件体系结构和移植条件的基础上,移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三个文件。自定义了手机短信的通信格式。应用程序的编写完成了对串口信息的监测、读写、分析与执行。根据系统功能制定需要被操作系统调度的任务及任务优先级。系统调试主要分为两个步骤,先于宿主机上脱机调试程序代码,成功后通过JTAG端口下载到目标机上进行在线调试。 本文将移动通信技术和嵌入式技术结合起来应用到远程控制系统中。凭借SMS短消息业务所具有的操作简便、收费低廉、可靠性高等特点来发送对远程设备的监控指令;嵌入式实时操作系统的移植则更好地实现了对监控指令的分析与执行,提高了系统的执行效率。

    标签: ARM 嵌入式 远程控制 平台系统

    上传时间: 2013-06-25

    上传用户:Poppy

  • 基于ARM和TCPIP协议的网络测控系统的研究与设计

    嵌入式系统是一种将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统,在经济社会和人们的日常生活中得到了越来越广泛的应用。嵌入式系统的研究与开发已成为现代电子领域的重要研究方向之一。嵌入式实时操作系统是嵌入式系统应用软件开发的支撑平台,网络化是主要趋势之一。 μC/OS-Ⅱ作为一种新兴的嵌入式实时操作系统,以其免费公开源码、面向中小型应用、可抢占、多任务以及较好的移植性等突出特点,在各类嵌入式设备中得到广泛应用。然而,μC/OS-Ⅱ内核中不支持TCP/IP协议栈,因而无法适应嵌入式设备网络化的需要。本文的主要目标是:在计算资源严重受限的条件下,研究使嵌入式系统支持TCP/IP协议的策略及其实现方法。 本课题以实验室现有的Samsung S3C44BOX芯片为核心的ARM开发板作为硬件平台,分析了ARM7TDM[内核的特点及S3C44BOX的结构。在详细分析实时操作系统μC/OS-Ⅱ及其内核原理的基础上对其进行适当的改进并成功移植到ARM硬件平台上。针对μC/OS-Ⅱ内核不支持TCP/IP协议栈的问题,引进了嵌入式TCP/IP协议uIP,将其应用到μC/OS-Ⅱ上,成为μC/OS-Ⅱ的网络服务模块,实现了对μC/OS-Ⅱ的网络功能的扩充,并在uIP基础上编写了相关的网络驱动程序。最后,本课题设计了基于HTTP协议的嵌入式Web服务器和基于TFTP协议的远程文件传输,从而使网络远程监控测量和在线程序的更新下载成为现实。 本课题经过数月的软硬件的设计和调试,已实现了最初的设计目标。测试结果表明:移植到ARM处理器上的μC/OS-Ⅱ内核可以成功实现对任务的调度;对μC/OS-Ⅱ内核扩充的TCP/IP协议——uIP可正常运行:嵌入式Web服务器和远、程文件传输在实验室局域网中的稳定运行,更加证明了本课题的成功性。

    标签: TCPIP ARM 协议 网络测控

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:LSPSL

  • 数码相机闪光灯充电电路原理分析

    数码相机闪光灯充电电路分析              &nbs

    标签: 数码相机 充电 闪光灯

    上传时间: 2013-07-17

    上传用户:小眼睛LSL

  • 基于JTAG口的ARM编程器研究与开发

    ARM微处理器的应用已经遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,占领了32位RISC微处理器75%以上的市场份额。 本文设计的基于JTAG接口的ARM编程器,以ARM微处理器作为CPU,利用其JTAG接口对Flash在线编程的技术,给以ARM为内核的应用板(数控系统硬件平台)进行快速软件升级。在分析相关技术的基础上,给出了系统的总体设计方案,设计了系统的硬件和软件。 首先详细分析了JTAG技术、USB技术和Modem通信原理。编程器以USB口和RS-232口作为通信接口,以JTAG接口作为调试接口和编程接口。 其次,在分析编程器需求的基础上,给出了系统的总体设计方案,选择了主要的部件。系统硬件的核心部件采用了Philips LPC2144ARM芯片,扩展了JTAG接口、USB接口、Modem接口,同时又构造出了一个JTAG接口。该芯片具有SPI总线,采用与SPI兼容的外部Flash作为存储器。编程器软件在ADS集成开发环境下开发调试。 最后,对编程器技术实现上的不足作了分析和编程器设计的不完善之处作了总结,并对编程器的发展趋势作了探讨和展望。

    标签: JTAG ARM 编程器

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:mylinden

  • CCK基带调制解调技术的研究实现

    本文重点研究的是补偿编码键控(CCK)的调制与解调算法原理,以及基于FPGA进行的系统设计实现。作为IEEE802.11b标准中关键的调制技术,CCK码具有良好的相关特性,能够在高速率传输数据的同时有效的克服多径效应。本文首先对WLAN的结构和特点进行了简单介绍,对其中的IEEE802.11b标准进行了研究,并着重分析了其物理层基带部分的结构和规范。然后系统的介绍了CCK码的特点,重点对11Mb/s模式下基于“基本CCK码字集”的CCK调制原理和基于快速沃尔什变换(FWT)块的CCK解调原理进行了分析讨论。接下来通过在Matlab中对调制和解调方案的仿真,得到了正确的理论数据,并验证了系统设计的可行性。最后在Xilinx公司的ISE6.2开发环境下,使用硬件描述语言Verilog HDL对CCK调制和解调系统在FPGA中进行了设计,然后将整个系统在ModelSim中进行了功能仿真。理论分析和仿真结果的比较表明系统设计是正确的,而且系统性能良好。 本文所设计的基于FPGA的CCK调制和解调系统具有集成度高、稳定性强和能够在线软件更新等特点。研究成果可以给将来设计更高性能、更高集成度的基带WLAN芯片提供基础。

    标签: CCK 基带 调制 解调技术

    上传时间: 2013-06-02

    上传用户:yoleeson