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。
上传时间: 2013-05-29
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随着集成电路频率的提高和多核时代的到来,传统的高速电互连技术面临着越来越严重的瓶颈问题,而高速下的光互连具有电互连无法比拟的优势,成为未来电互连的理想替代者,也成为科学研究的热点问题。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光网络论坛)论坛提出的甚短距离光互连协议,主要面向主干网,其延迟、功耗、兼容性等都不能满足板间、芯片间光互连的需要,因此,研究定制一种适用于板级、芯片级的光互连协议具有非常重要的研究意义。 本论文将协议功能分为数据链路层和物理层来设计,链路层功能包括了协议原语设计,数据帧格式和数据传输流程设计,流量控制机制设计,协议通道初始化设计,错误检测机制设计和空闲字符产生、时钟补偿方式设计;物理层功能包含了数据的串化和解串功能,多通道情况下的绑定功能,数据编解码功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)技术实现了定制协议的单通道模式。重点是数据链路层的实现,物理层采用定制具备其功能的IP(Intellectual Property,知识产权)——RocketIO来实现。实现的过程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成开发环境)开发流程,使用的设计工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文对实现的协议进行了软件仿真和上扳测试,访真和测试结果表明,实现的单通道模式,支持的最高串行频率达到3.5GHz,完全满足了光互连验证系统初期的要求,同时由RocketIO的高速串行差分口得到的眼图质量良好,表明对物理层IP的定制是成功的。
上传时间: 2013-06-28
上传用户:guh000
H.264/AVC是ITU与ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission国际标准化组织/国际电工委员会)联合推出的活动图像编码标准。作为最新的国际视频编码标准,H.264/AVC与MPEG-4、H.263等视频编码标准相比,性能有了很大提高,并已在流媒体、数字电视、电话会议、视频存储等诸多领域得到广泛的应用。基于上下文的自适应二进制算术编码(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)是H.264/AVC的两个熵编码方案之一,相对于另一熵编码方案-CAVLC(基于上下文的自适应可变长编码),CABAC具有更高的数据压缩率:在同等编码质量下要比CAVLC提高10%~15%的压缩率。CABAC能实现很高的数据压缩率,但这是以增加实现的复杂性为代价的。在已有的硬件实现方法上,CABAC的解码效率并不高。 论文在深入研究CABAC解码算法及其实现流程,并在仔细分析了H.264/AVC码流结构的基础上,总结出了影响CABAC解码效率的各个环节,并以此为出发点,对CABAC解码所需中的各个功能模块进行了优化设计,设计出一种新的CABAC解码器结构,相对于一般的CABAC解码器,它的解码效率得到了显著提高。论文针对影响CABAC解码过程的"瓶颈"问题一多次访问存储部件影响解码速率,提出了新的存储组织方式,并根据CABAC的码流结构特性,采用4个子解码器级联的方式来进一步提高解码速率。 最后,用Verilog语言对所设计的CABAC解码器进行了描述,用EDA软件对其进行了仿真,并在FPGA上验证了其功能,结果显示,该CABAC解码器结构显著提高了解码效率,能够满足高档次实时通讯的要求。
上传时间: 2013-07-03
上传用户:huazi
MOC3061系列光电双向可控硅驱动器是一种新型的光电耦合器件,它可用直流低电压、小电流来控制交流高电压、大电流。用该器件触发晶闸管,具有结构简单、成本低、触发可靠等优点。本文介绍其工作原理、性能参数
上传时间: 2013-07-28
上传用户:wab1981
本文主要对数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计验证,最后进行了初步的系统级验证。目标任务是利用FPGA实现一个单通道专用数字下变频芯片,以目前得到广泛应用的、代表单通道DDC器件领先水平的产品——美国Intersil公司的HSP50214B为设计目标,在整体结构和一些参数上参考了该芯片的设计。 本文在深入学习软件无线电理论基础、数字信号处理的相关等相关知识的基础上,分析研究了基于FPGA的软件无线电数字下变频技术实现方法,设计实现的主要工作是设定整体系统方案、进行模块划分和接口定义;对各个设计中主要的相关算法进行分析比较,确定模块的实现方式;运用FPGA的设计方法,完成数字下变频器中NCO、CIC积分梳状滤波抽取器和FIR滤波器等关键模块分析设计、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的专用开发板上进行系统的初步调试与测试。由于系统的复杂性、时间和个人精力等因素,本文完成了模块的逻辑设计及仿真验证,系统总体的整合、仿真验证还未彻底完成。但是已经得到验证结果表明,此次的设计结构和思想是正确的,本人下一步需要做的工作就是完成系统整体的仿真和验证,并将其功能加以完善。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:sunjet
本论文来自于863项目基于光互连自组织内存服务体系(简称MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系统中基于可重配置计算架构,软硬件携同设计方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上设计实现嵌入式系统。由于嵌入式系统是Memory Box工作的平台,所以硬件应具有良好的扩展性、灵活性,软件应具有优良的稳定性。在硬件平台选型时,我们选择的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制开发板。嵌入式系统软硬件开发平台选用的是Xilinx EDK、ISE。内核移植所用的交叉开发工具链为powerpc-405-linux-gnu。该交叉开发工具链工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平台下。 本论文主要包括三部分工作:首先是硬件设计,其核心是EDK和ISE设计的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX内核移植与调试;最后完成存储管理软件的设计。完全用硬件实现系统要求的各种存储管理功能极其困难。而通过移植内核,存储管理软件以运行在Linux内核上的应用软件的形式实现了其功能。存储管理软件要解决共享冲突,负载均衡,远程内存与本地内存的地址一致性以及对海量内存阵列的重新编址等问题,设计出较完善的Memory Box的存储管理模型。
上传时间: 2013-06-11
上传用户:tyler
随着信息技术的发展,数字信号的采集与处理在科学研究、工业生产、航空航天、医疗卫生等部门得到越来越广泛的应用,这些应用中对数字信号的传输速度提出了比较高的要求。传统的基于ISA总线的信号传输效率低,严重制约着系统性能的提高。 PCI总线以其高性能、低成本、开放性、软件兼容性等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。但是,由于PCI总线硬件接口复杂、不易于接入、协议规范比较繁琐等缺点,常常需要专用的接口芯片作为桥接,为了解决这一系列问题,本文提出了一种基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑的实现方案,支持PCI突发访问方式,突发长度为8至128个双字长度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量为6000个逻辑宏单元,速度为-8,编译后系统速度可以达到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑的核心是PCI接口模块。在硬件方面,特别讨论了PCI接口模块、地址转换模块、数据缓冲模块、外部接口模块和SRAM DMA控制模块等五个功能模块的设计方案和硬件电路实现方法,着重分析了PCI接口模块的数据传输方式,采用模块化的方法设计了内部控制逻辑,并进行了相关的时序仿真和逻辑验证,硬件需要软件的配合才能实现其功能,因此设备驱动程序的设计是一个重要部分,论文研究了Windows XP体系结构下的WDM驱动模式的组成、开发设备驱动程序的工具以及开发系统实际硬件的设备驱动程序时的一些关键技术。 本文最后利用基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑中的关键技术,对PCI数据采集卡进行了整体方案的设计。该系统采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA实现。
上传时间: 2013-05-22
上传用户:彭玖华
ModelSim具备强大的模拟仿真功能,在设计、编译、仿真、测试、调试开发过程中,有一整套工具供你使用,而且操作起来极其灵活,可以通过菜单、快捷键和命令行的方式进行工作。ModelSim的窗口管理界面让用户使用起来很方面,它能很好的与操作系统环境协调工作。ModelSim的一个很显著的特点就是它具备命令行的操作方式,类似于一个shell有很多操作指令供你使用,给人的感觉就像是工作在Unix环境下,这种命令行操作方式是基于Tcl/Tk的,其功能相当强大,这需要在以后的实际应用中慢慢体会。ModelSim的功
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上传时间: 2013-05-27
上传用户:D&L37
ModelSim具备强大的模拟仿真功能,在设计、编译、仿真、测试、调试开发过程中,有一整套工具供你使用,而且操作起来极其灵活,可以通过菜单、快捷键和命令行的方式进行工作。ModelSim的窗口管理界面让用户使用起来很方面,它能很好的与操作系统环境协调工作。ModelSim的一个很显著的特点就是它具备命令行的操作方式,类似于一个shell有很多操作指令供你使用,给人的感觉就像是工作在Unix环境下,这种命令行操作方式是基于Tcl/Tk的,其功能相当强大,这需要在以后的实际应用中慢慢体会。ModelSim的功
标签: ModelSimSE
上传时间: 2013-07-28
上传用户:dct灬fdc
基于嵌入式技术的远程监控系统可以达到动态、无死角的监控目的,可以对一些特殊环境进行远程监视和控制,且不受湿度、温度等条件的影响,广泛应用于军事、交通、智能家居、医疗监护等多个领域。可以解决传统监控系统将图像采集设备固定在一个地方而使监控范围有限,适用场合少等弊端。 本文设计了一款基于ARM和FPGA的远程监控系统。首先在对远程监控系统功能分析的基础上,设计了以ARM为主控制器和FPGA为辅助控制器的硬件电路,采用ARM芯片控制图像采集、速度采集、网络传输等干扰小的模块,采用FPGA芯片控制电机驱动、舵机驱动、电池监控等干扰大的模块,大大提高了系统的稳定性;其次设计了基于WinCE操作系统的图像采集、GPIO、PWM、外中断EINT-19的流接口驱动程序;同时设计了基于WinCE操作系统的图像采集及压缩、网络通信、车模速度采集的应用程序;FPGA内部逻辑电路采用Verilog语言完成电源监控、舵机控制、直流电机控制等功能。 本系统集图像采集和压缩、运动控制、网络传输于一体。其图像采集速度达30帧/秒,图像分辨率达640x480,JPEG压缩比达10:1,控制命令响应时间为1s,网络传输速率达10Mbps。其功能扩展容易,功耗低,体积小,抗干扰能力强,具有很好的市场前景。
上传时间: 2013-06-18
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