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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

  • 基于多相滤波的宽带DDC及其FPGA实现

    随着现代雷达技术的不断发展,电子侦察设备面临电磁环境日益复杂多变,发展宽带化、数字化、多功能、软件化的电子侦察设备已是一项重要的任务.然而,目前的宽带A/D与后续DSP之间的工作速率总有一到两个数量级的差别,二者之间的瓶颈成为电子侦察系统数字化的最大障碍.通信领域软件无线电的成功应用为电子侦察系统的发展提供了一种理想模式.另一方面,微电子技术的快速发展,以及FPGA的广泛应用,在很大程度上影响了数字电路的设计与开发.这也为解决高速A/D与DSP处理能力之间的矛盾提供了一种有效的解决方法.为了解决宽带A/D与后续DSP之间的瓶颈问题,本文给出了一种基于多相滤波的宽带数字下变频结构,并从软件无线电原理出发,从理论推导和计算机仿真两方面对该结构进行了验证,并进一步给出该结构改进方案以及改进的多相滤波数字下变频结构的硬件实现方法.本文将多相滤波下变频的并行结构应用到数字下变频电路中,并在后继的混频模块中也采用并行混频的方式来实现,不仅在一定程度上解决了二者之间的瓶颈问题,同时也大大提高了实时处理速度.经过多相滤波下变频处理后的数据,在速率和数据量上都有大幅减少,达到了现有通用DSP器件处理能力的要求.另外,本人还用FPGA设计了实验电路,利用微机串口,与实验目标板进行控制和数据交换.利用FPGA的在线编程特性,可以方便灵活的对各种实现方法加以验证和比较.

    标签: FPGA DDC 多相滤波 宽带

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:moerwang

  • 软件无线电调制解调系统的研究及其FPGA实现

    软件无线电是二十世纪九十年代提出的一种实现无线通信的体系结构,被认为是继模拟通信、数字通信之后的第三代无线电通信技术。它的中心思想是:构造一个开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,并使宽带模数和数模转换器尽可能靠近天线,从而将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成。 本论文首先介绍了软件无线电的基本原理和三种结构形式,综述了软件无线电的几项关键技术及其最新研究进展。其中调制解调模块是软件无线电系统中的重要部分,集中体现了软件无线电最显著的优点——灵活性。目前这一部分的技术实现手段多种多样。随着近几年来芯片制造工艺的飞速发展,可编程器件FPGA以其高速的处理性能、高容量和灵活的可重构能力,成为实现软件无线电技术的重要手段。 本论文调制解调系统的设计,选择有代表性的16QAM和QPSK两种方式作为研究对象,采用SystemView软件作为系统级开发工具进行集成化设计。在实现系统仿真和FPGA整体规划后,着重分析用VHDL实现其中关键模块以及利用嵌入FPGA的CPU核控制调制解调方式转换的方法。同时,在设计中成功地调用了Xilinx公司的IP核,实现了设计复用。由于FPGA内部逻辑可以根据需要进行重构,因而硬件的调试和升级变得很容易,而内嵌CPU使信号处理过程可以用软件进行控制,充分体现了软件无线电的灵活性。 通过本论文的研究,初步验证了在FPGA内实现数字调制解调过程及控制的技术可行性和应用的灵活性,并对将来的扩展问题进行了研究和讨论,为实现完整的软件无线电系统奠定了基础。

    标签: FPGA 软件无线电 调制解调

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:libenshu01

  • 手把手教你学AVR单片机C程序设计实验程序

    目录 第1章 概述 1.1 采用C语言提高编制单片机应用程序的效率 1.2 C语言具有突出的优点 1.3 AvR单片机简介 1.4 AvR单片机的C编译器简介 第2章 学习AVR单片机C程序设计所用的软件及实验器材介绍 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C语言编译器 2.2 AVR Studio集成开发环境 2.3 PonyProg2000下载软件及SL—ISP下载软件 2.4 AVR DEM0单片机综合实验板 2.5 AvR单片机JTAG仿真器 2.6 并口下载器 2.7 通用型多功能USB编程器 第3章 AvR单片机开发软件的安装及第一个入门程序 3.1 安装IAR for AVR 4.30集成开发环境 3.2 安装AVR Studio集成开发环境 3.3 安装PonyProg2000下载软件 3.4 安装SLISP下载软件 3.5 AvR单片机开发过程 3.6 第一个AVR入门程序 第4章 AVR单片机的主要特性及基本结构 4.1 ATMEGA16(L)单片机的产品特性 4.2 ATMEGA16(L)单片机的基本组成及引脚配置 4.3 AvR单片机的CPU内核 4.4 AvR的存储器 4.5 系统时钟及时钟选项 4.6 电源管理及睡眠模式 4.7 系统控制和复位 4.8 中断 第5章 C语言基础知识 5.1 C语言的标识符与关键字 5.2 数据类型 5.3 AVR单片机的数据存储空间 5.4 常量、变量及存储方式 5.5 数组 5.6 C语言的运算 5.7 流程控制 5.8 函数 5.9 指针 5.10 结构体 5.11 共用体 5.12 中断函数 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4组通用数字I/O端口的应用设置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事项 6.4 ATMEGAl6(L)PB口输出实验 6.5 8位数码管测试 6.6 独立式按键开关的使用 6.7 发光二极管的移动控制(跑马灯实验) 6.8 0~99数字的加减控制 6.9 4×4行列式按键开关的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中断系统使用 7.1 ATMEGA16(L)的中断系统 7.2 相关的中断控制寄存器 7.3 INT1外部中断实验 7.4 INTO/INTl中断计数实验 7.5 INTO/INTl中断嵌套实验 7.6 2路防盗报警器实验 7.7 低功耗睡眠模式下的按键中断 7.8 4×4行列式按键的睡眠模式中断唤醒设计 第8章 ATMEGAl6(L)驱动16×2点阵字符液晶模块 8.1 16×2点阵字符液晶显示器概述 8.2 液晶显示器的突出优点 8.3 16×2字符型液晶显示模块(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶显示模块(LCM)引脚及功能 8.5 16×2字符型液晶显示模块(LCM)的内部结构 8.6 液晶显示控制驱动集成电路HD44780特点 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作时序 8.10 8位数据传送的ATMEGAl6(L)驱动16×2点阵字符液晶模块的子函数 8.11 8位数据传送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位数据传送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位数据传送的ATMEGA16(L)驱动16×2点阵字符液晶模块的子函数 8.14 4位数据传送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定时/计数器 9.1 预分频器和多路选择器 9.2 8位定时/计时器T/C0 9.3 8位定时/计数器0的寄存器 9.4 16位定时/计数器T/C1 9.5 16位定时/计数器1的寄存器 9.6 8位定时/计数器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C语言编译器安装 9.9 定时/计数器1的计时实验 9.10 定时/计数器0的中断实验 9.11 4位显示秒表实验 9.12 比较匹配中断及定时溢出中断的测试实验 9.13 PWM测试实验 9.14 0~5 V数字电压调整器 9.15 定时器(计数器)0的计数实验 9.16 定时/计数器1的输入捕获实验 ......

    标签: AVR 手把手 单片机 C程序

    上传时间: 2013-07-30

    上传用户:yepeng139

  • 轻松跟我学Protel99SE电路设计与制版设计实例元件库

    目录 第1章 初识Protel 99SE 1.1 Protel 99SE的特点 1.2 Protel 99SE的安装 1.2.1 主程序的安装 1.2.2 补丁程序的安装 1.2.3 附加程序的安装 1.3 Protel 99SE的启动与工作界面 第2章 设计电路原理图 2.1 创建一个新的设计数据库 2.2 启动原理图编辑器 2.3 绘制原理图前的参数设置 2.3.1 工作窗口的打开/切换/关闭 2.3.2 工具栏的打开/关闭 2.3.3 绘图区域的放大/缩小 2.3.4 图纸参数设置 2.4 装入元件库 2.5 放置元器件 2.5.1 通过原理图浏览器放置元器件 2.5.2 通过菜单命令放置元器件 2.6 调整元器件位置 2.6.1 移动元器件 2.6.2 旋转元器件 2.6.3 复制元器件 2.6.4 删除元器件 2.7 编辑元器件属性 2.8 绘制电路原理图 2.8.1 普通导线连接 2.8.2 总线连接 2.8.3 输入/输出端口连接 2.9 Protel 99SE的文件管理 2.9.1 保存文件 2.9.2 更改文件名称 2.9.3 打开设计文件 2.9.4 关闭设计文件 2.9.5 删除设计文件 第3章 设计层次电路原理图 3.1 自顶向下设计层次原理图 3.1.1 建立层次原理图总图 3.1.2 建立层次原理图功能电路原理图 3.2 自底向上设计层次原理图 3.3 层次原理图总图/功能电路原理图之间的切换 第4章 电路原理图的后期处理 4.1 检查电路原理图 4.1.1 重新排列元器件序号 4.1.2 电气规则测试 4.2 电路原理图的修饰 4.2.1 在原理图浏览器中管理电路图 4.2.2 对齐排列元器件 4.2.3 对节点/导线进行整体修改 4.2.4 在电路原理图中添加文本框 4.3 放置印制电路板布线符号 第5章 制作/编辑电路原理图元器件库 5.1 创建一个新的设计数据库 5.2 启动元器件库编辑器 5.3 编辑元器件库的常用工具 5.3.1 绘图工具 5.3.2 IEEE符号工具 5.4 在元器件库中制作新元器件 5.4.1 制作新元器件前的设置 5.4.2 绘制新元器件 5.4.3 在同一数据库下创建一个新的元器件库 5.4.4 修改原有的元器件使其成为新元器件 5.4.5 从电路原理图中提取元器件库 第6章 生成各种原理图报表文件 6.1 生成网络表文件 6.1.1 网络表文件的结构 6.1.2 网络表文件的生成方法 6.2 生成元器件材料清单列表 6.3 生成层次原理图组织列表 6.4 生成层次原理图元器件参考列表 6.5 生成元器件引脚列表 第7章 设计印制电路板 7.1 肩动印制电路板编辑器 7.2 PCB的组成 7.3 PCB中的元器件 7.3.1 PCB中的元器件组成 7.3.2 PCB中的元器件封装 7.4 设置工作层面 7.5 设置PCB工作参数 7.5.1 设置布线参数 7.5.2 设置显示模式 7.5.3 设置几何图形显示/隐藏功能 7.6 对PCB进行布线 7.6.1 准备电路原理图并设置元器件属性 7.6.2 启动印制电路板编辑器 7.6.3 设定PCB的几何尺寸 7.6.4 加载元器件封装库 7.6.4 装入网络表 7.6.5 调整元器件布局 7.6.6 修改元器件标沣 7.6.7 自动布线参数设置 7.6.8 自动布线器参数设置 7.6.9 选择自动布线方式 7.6.10 手动布线 7.7 PCB布线后的手动调整 7.7.1 增加元器件封装 7.7.2 手动调整布线 7.7.3 手动调整布线宽度 7.7.4 补泪焊 7.7.5 在PcB上放置汉字 7.8 通过PCB编辑浏览器进行PCB的管理 7.8.1 设置网络颜色属性 7.8.2 快速查找焊盘 7.9 显示PCB的3D效果图 7.10 生成PCB钻孔文件报表 ......

    标签: Protel 99 SE 电路设计

    上传时间: 2013-06-17

    上传用户:wanqunsheng

  • 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“单片机CPLDFPGA体系结构”的程控交换机系统集成化设计

    有线通信方式由于具有保密性高、抗干扰能力强在军事通信中倍受青睐,因此,对军用有线通信设备的研究和设计具有十分重要的战略意义.TBJ-204型野战20线程控交换机是一种小型背负式模拟空分程控用户交换机,用于装备全军各兵种的作战、演习和紧急抢险等行动.该项目以该交换机为研究对象,在详细分析原设备的系统结构和功能实现方式的基础上,指出该机型在使用过程中存在技术相对陈旧、分立元件过多、可靠性和保密性不够、体积大、重量大、维修困难等问题,同时结合系统的低功耗需求和优化人机接口设计,本文提出基于"单片机+CPLD/FPGA体系结构"的集成化设计方案:①在CPLD中实现信号音分频和计时频率生成电路、20路用户LED状态控制电路;②CPLD与单片机以总线接口方式实现译码、数据和控制信号锁存功能的VHDL设计;③基于低功耗设计的器件选型方案和单片机待机模式设计;④人机接口的LCD菜单操作方式.该文详细介绍了改型设备的研制过程,包括CPLD片内功能设计实现、主控制板和用户板各功能模块工作原理和设计实现、各硬件模块功能测试等,最后给出了局内呼叫处理功能和话务员服务功能的软件实现流程.文章结尾介绍了改型设备的系统性能,它将实现更高的可靠性、保密性和抗干扰能力,同时具备低功耗和小型化的优点.最后,该文总结了项目设计中使用的关键技术,指出了设计的创新意义和将来的工作.

    标签: CPLDFPGA 单片机 程控交换机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:啊飒飒大师的

  • TIL300 TIL300A应用主要问题(包括工作状态,运放的选择和阻值的计算)的考虑14

    TIL300 TIL300A应用主要问题(包括工作状态,运放的选择和阻值的计算)的考虑14

    标签: TIL 300 300A 工作状态

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:libinxny

  • 基于ARM的嵌入式网络控制系统在馈电开关中的应用与研究

    矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,作为配电开关,用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中,控制和保护低压供电网络。其性能好坏直接影响着煤矿井下的生产安全和生产效率,而目前国内馈电开关普遍存在集成度低、可靠性差、智能监控水平低等缺点。 本课题将嵌入式网络控制系统应用到馈电开关中,通过对矿山供电系统工作原理、真空馈电开关工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210为处理器、ARM7为内核)嵌入式网络控制系统的研究,实现了总体网络拓扑结构的设计和智能馈电开关控制系统硬件电路的设计;通过对嵌入式实时操作系统的移植、嵌入式TCP/IP协议栈的实现和移植以及基于C/S模式下的套接字编程等的研究和分析,完成了监控主机与嵌入式系统的通信软件和保护控制算法的应用程序的编写,从而实现了矿井地面监控主机与井下嵌入式系统馈电开关的快速通信,解决了地面监控主机对井下馈电回路及电气开关的远程智能监控的难题,最终设计出一套集实时保护控制和远程监控功能于一身的智能型馈电开关网络控制系统。 实验结果表明:在嵌入式系统端的通信软件和监控主机端的通信软件的驱动下,实现了嵌入式系统与监控主机的快速远程通信,通信速度快、可靠性高、可视化效果好,完全满足了监控系统的快速通信要求。 本课题的研究成果为工业控制领域提供了一个开放式、全分布、可互操作性的通信控制平台,为提高煤矿井下设备的远程智能监控水平和安全操控系数提供了新的解决方法,为地面监控系统实现更大规模、更深层次地对井下电气设备的集中控制、分散管理奠定了理论和实践基础。

    标签: ARM 嵌入式网络 中的应用 控制系统

    上传时间: 2013-06-25

    上传用户:wl9454

  • 基于ARM的嵌入式智能馈电开关的设计与实现

    矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中,控制和保护低压供电网络。其性能好坏直接影响着煤矿井下的生产安全和生产效率。 论文将嵌入式网络控制系统应用到馈电开关中,通过对矿山供电系统工作原理、真空馈电开关工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210为处理器、ARM7为内核)嵌入式网络控制系统的研究,实现了总体网络拓扑结构的设计和智能馈电开关控制系统硬件电路的设计;通过对嵌入式实时操作系统的移植、嵌入式TCP/IP协议栈的实现和移植以及基于C/S模式下的套接字编程等的研究和分析,完成了监控主机与嵌入式系统的通信软件和保护控制算法的应用程序的编写,从而实现了矿井地面监控主机与井下嵌入式系统馈电开关的快速通信,解决了地面监控主机对井下馈电回路及电气开关的远程智能监控的难题,设计完成了一套集实时保护控制和远程监控功能于-身的智能型馈电开关网络控制系统。

    标签: ARM 嵌入式 馈电开关

    上传时间: 2013-05-21

    上传用户:a937518043