伪随机序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)广泛应用于密码学、扩频通信、雷达、导航等领域,其设计和分析一直是国际上的研究热点。混沌序列作为一种性能优良的伪随机序列,近年来受到越来越多的关注。寻找一种性能更为良好的混沌伪随机序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件实现,在理论研究与工程应用上都是十分有价值的。基于切延迟椭圆反射腔映射混沌系统(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理论分析和测试证明具有良好的密码学性质。本文介绍了一种基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于这种方法,提出了以现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array,FPGA)为平台的硬件设计实现方案,采用硬件描述语言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整个系统的设计,通过了仿真与适配,完成了硬件调试;详细地论述了系统总体框架及内部模块设计,重点介绍了TD-ERCS算法实现单元的设计,并在系统中设计加入了异步串行接口,完善了整个系统的模块化,可使系统嵌入到现有的各类密码系统与设备中;基于FDELPHI编程环境,完成了计算机应用软件的设计,为使用基于TD-ERCS开发的PRSG硬件产品提供了人机交互界面,也为分析与测试硬件系统产生的CPRS提供了方便;同时依据美国国家标准与技术研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的伪随机序列性能指标,对软件与硬件系统产生的CPRS进行了标准测试,软件方法所得序列各项性能指标完全合格,硬件FPGA所得序列仅三项测试未能通过,其原因有待进一步研究。
上传时间: 2013-06-20
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随着计算机运算速度的提高和计算机网络的发展,基于离散对数问题和大整数因子分解问题的数字签名算法越来越不能满足信息安全的需要。为了满足信息安全的要求,安全性依赖于椭圆曲线离散对数困难问题(ECDLP)的椭圆曲线密码体制是当前密码学界研究的热点之一。现有的求解ECDLP的算法都是全指数时间复杂度的算法。由于专用集成电路具有速度快、性能好、安全性高等优势,使得采用专用集成电路来实现椭圆曲线密码体制己成为主要趋势。因此,本课题着眼于应用,针对基于椭圆曲线数字签名算法的FPGA实现进行了较为深入的探讨与研究。 本课题从实际应用的需要出发,以初等数论、有限域理论、数字签名技术和椭圆曲线理论为依据,确定了如下基于椭圆曲线数字签名算法的硬件实现方案:首先,对实现基于椭圆曲线数字签名算法所需的算法和技术进行了剖析和系统设计。然后,按照层次化、模块化的设计思想,在Xinlinx公司的ISE 7.1工具中,采用硬件描述语言VHDL作为设计输入,对各运算器和控制模块进行电路设计;采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具对之进行功能仿真,以保证底层设计的正确性。最后,在确保每个模块的设计正确的前提下,完成电路的总体设计,再进行总体设计的仿真与测试。 本课题对Schnorr数字签名算法的改进,实现了比未改进前的Schnorr数字签名算法平均节省三分之一的运行时间。对基于椭圆曲线数字签名算法的设计也获得了良好的指标:产生签名只需要1ms多的时间,验证签名也需要不到3ms。本课题的研究对实现电子交易安全方面有重要的作用,尤其是在密钥分配、电子货币、电子证券、电子商务和电子政务等领域都有重要的应用价值,其成果具有广泛的应用前景。
上传时间: 2013-04-24
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随着语音技术应用的发展,语音信号数字处理的实时性要求越来越突出。这就要求在系统设计中,对系统的硬件环境要求更高。随着语音处理算法的日益复杂,用普通处理器对语音信号进行实时处理,已经不能满足需要。专用语音信号处理芯片能解决实时性的要求,同时对器件的资源要求也是最低的。 论文利用Altera公司的新一代可编程逻辑器件在数字信号处理领域的优势,对语音信号的常用参数—LPC(线性预测编码,Linear Predictive Coding)参数提取的FPGA(现场可编程门阵列,Field Programmable Gate Array)实现进行了深入研究。论文首先对语音的离散数学模型和短时平稳特性进行了分析,深入讨论了语音线性预测技术。第二,对解线性预测方程组的自相关法和协方差斜格法进行了比较,提出了一种基于协方差斜格法的LPC参数提取系统的总体设计方案。第三,对Altera公司的Cyclon系列可编程器件的内部结构进行了研究,分析了在QuartusⅡ开发平台上进行FPGA设计的流程。第四,对系统的各个功能模块进行了设计,所有算法通过Verilog硬件描述语言实现,并对其工作过程进行了详细的分析。最后,在Altera FPGA目标芯片EP1C6Q240C8上,对LPC参数提取系统进行了仿真验证。 系统具有灵活的输入输出接口,能方便地同其它语音处理模块相连,构成一个完整的语音处理专用芯片,可以应用于语音编解码、语音识别等系统。
上传时间: 2013-04-24
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FPGA 技术是图像处理领域的一个重要的研究课题,近年来倍受人们的关注。本文研究了视频信号的采集、显示以及通过网络进行传输的方法。并提出了一套基于FPGA 的实现方案。 系统可以分为采集控制模块、显示控制模块和网络传输控制模块3 部分。视频信号的采集用到了视频处理芯片SAA7113,通过FPGA 对其初始化,可以得到经过A/D 转换的YUV 格式视频信号,利用采集控制模块可以将这些视频信号保存到SRAM 中去。显示控制模块读出SRAM 中的视频信号,进行YUV 格式到RGB 格式的转换以及帧频变换等操作,再利用VGA 显示芯片THS8134 就可以将采集到的视频信号在LCD 上显示出来。基于IEEE802.3 协议的网络传输控制模块将YUV 格式的视频信号进行添加报头、CRC 校验码等操作后,将其变成一个MAC 帧,可以在以太网络中传输。 设计选用硬件描述语言Verilog HDL,在开发工具QuartusII 中完成软核的综合、布局布线、汇编,并最终在QuartusII 和Active-HDL 中进行时序仿真验证。 对设计的验证采取的是由里及外的方式,先对系统主模块的功能进行验证,再模拟外部器件对设计的接口进行验证。验证流程是功能仿真、时序仿真、板级调试,最终通过了系统测试,验证了该设计的功能。
上传时间: 2013-07-21
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回波消除器广泛应用于公用电话交换网(PSTN)、移动通信系统和视频电话会议系统等多种语音通信领域。在PSTN系统中,由于线路阻抗不匹配,远端语音信号通过混合线圈时产生一定泄漏,一部分信号又传回远端,产生线路回波,回波的存在会严重影响语音通信质量。本文主要针对线路回波进行研究,设计并实现了满足实用要求的基于FPGA平台的回波消除器。 首先,对回波产生原理和目前几种常用回波消除算法进行了分析,在研究自适应回波消除器的各个模块,特别是深入分析各种自适应滤波算法和双讲检测算法,综合考虑各种算法的运算复杂度和性能的情况下,这里采用NLMS算法实现自适应回波消除器。针对传统双讲检测算法在近端语音幅度较低情况下容易产生误判的情况,给出一种基于子带滤波器组的改进双讲检测算法。 本文首先使用C语言实现回波消除器的各个模块,其中包括自适应滤波器、远端检测、双讲检测、非线性处理和舒适噪声产生模块。经过仿真测试,相关模块算法能够有效提高回波消除器性能。在此基础上,本文使用硬件描述语言Veillog HDL,在QuartusⅡ和ModelSim软件平台上实现各功能模块,并通过模块级和系统级功能仿真以及时序仿真验证,最终在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrav,FPGA)平台上实现回波消除系统。本文详细阐述了基于FPGA的设计流程与设计方法,并描述了自适应滤波器、基于分布式算法FIR滤波器、除法器和有限状态机的设计过程。 根据ITU-T G.168标准提出的测试要求,本文埘基于FPGA设计实现的自适应回波消除系统进行大量主客观测试。经过测试,各项性能指标均达到或超过G.168标准的要求,具有良好的回波消除效果。
上传时间: 2013-06-18
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本文主要研究了认知无线电频谱感知功能的关键技术以及硬件实现方法。首先,提出了认知无线电频谱感知功能的硬件实现框图,包括射频前端部分和数字信号处理部分,接着简单介绍了射频前端电路的功能与特性,最后重点介绍了数字信号处理部分的FPGA实现与验证过程。 数字处理部分主要实现宽带信号的短时傅立叶分析,将中频宽带数字信号通过基于多相滤波器组的下变频模块,实现并行多通道的数字下变频,然后对每个信道进行重叠加窗处理,最后再做快速傅立叶分析(FFT),从而得到信号的时频关系。整个系统主要包括:延时抽取模块、多相滤波器模块、32点开关式流水线FFT模块、滑动窗缓冲区、256点流水线FFT模块等。 本设计采用Verilog HDL硬件描述语言进行设计,基于Xilinx公司的Virtex-4XC4VSX35芯片。整个系统采用全同步设计,可稳定工作于200MHz,其分析带宽高达65MHz,具有很高的使用价值。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:bcjtao
论文讨论了中压电力线载波通信(MV-PLC)的现状和应用前景,介绍了其技术特点和所面临的问题。针对当前中压电力线载波芯片的开发状况,提出了基于OFDM(正交频分复用)技术的中压电力线载波通信的技术优势和其Modem芯片开发的重要性。 针对国内中压电网的结构,根据现有的研究成果,分析了中压电力线信道的传输特性,包括阻抗特性,噪声特性和衰减特性。阐述了OFDM的基本原理、优缺点和其中的关键技术,分析了OFDM系统组成模型及参数选取原则。针对中压电力线信道噪声特点,提出了基于OFDM的中压电力线载波Modem芯片的FPGA(现场可编程门阵列)实现方案,并建立了系统MATLAB定点仿真模型。通过分析定点仿真结果,给出了该OFDM系统的设计参数,并详细介绍了系统中部分模块(主要包括IFFT/FFT模块、数字上变频模块和同步模块)的FPGA实现结构(用Verilog硬件描述语言设计),并对这些模块进行了功能验证。 最后,搭建仿真平台,对整个系统进行了前端EDA仿真验证。利用低压电力线环境,对所设计的系统进行了FPGA板级的调试,并对测试的结果进行了分析。验证了系统的FPGA设计,并提出了MV-PLC OFDM系统中存在一些问题及系统需要改进之处。
上传时间: 2013-04-24
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本文利用Verilog HDL 语言自顶向下的设计方法设计多功能数字钟,突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点,并通过Altera QuartusⅡ 4.1 和ModelSim
上传时间: 2013-07-21
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ispLEVER2.0是一套完整的EDA软件。设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式。能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。编译器是此软件的核心,能进行逻辑优化,将逻辑映射到器件中去,自动完成布局与布线并生成编程所需要的熔丝图件。软件支持原有Lattice公司的GAL、ispLSI、MACH、ispGDX、ORCA2、ORCA3、ORCA4和最新的ispMACH器件。Xilinx.ISE.Design.Suite(北京市电子设计竞赛指定软件)
标签: ispLEVER2
上传时间: 2013-04-24
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Mentor Graphics HDL Designer 工具套件,为客户带来生产力更高的设计输入、分析与管理功能,包括更强大的联机资料表格,无论设计复杂性如何,都能迅速建立高品质且结构良好的硬件描述语言。HDL Designer Series可协助工程师迅速输入和分析复杂的ASIC、FPGA和系统单芯片设计,让客户新产品于更短时间内上
标签: Designer 2010.2 Series HDL
上传时间: 2013-08-05
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