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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強(qiáng)大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長(zhǎng)，近來(lái)推出的FPGA都針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)做了特定設(shè)計(jì)，集成了存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過(guò)使用各個(gè)公司提供的FPGA開(kāi)發(fā)軟件使用硬件描述語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)特定的信號(hào)處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計(jì)工程師提供了新的選擇。實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來(lái)完成整個(gè)復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類(lèi)，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，對(duì)于算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性高的這類(lèi)處理過(guò)程由大容量高性能的FPGA實(shí)現(xiàn)，DSP則用來(lái)處理經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)運(yùn)行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運(yùn)算多的算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個(gè)部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)圖。并對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計(jì)，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實(shí)現(xiàn)，并給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)調(diào)試，達(dá)到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實(shí)現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實(shí)現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆＃?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽：
FPGA
DSP
紅外
圖像預(yù)處理
上傳時(shí)間：
2013-07-16
上傳用戶(hù)：xiaowei314
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在信息化發(fā)展的當(dāng)前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，起著越來(lái)越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應(yīng)用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)和研究問(wèn)題。H．264通過(guò)運(yùn)動(dòng)估計(jì)/運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償（MP/MC）消除視頻時(shí)間冗余，對(duì)差值圖像進(jìn)行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)行可變長(zhǎng)編碼（VLC）消除統(tǒng)計(jì)冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡(luò)即將商用的推動(dòng)，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無(wú)論是無(wú)線信道傳輸方面，還是存儲(chǔ)容量有限的嵌入式設(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時(shí)付出的代價(jià)是算法復(fù)雜度的成倍增加，實(shí)際應(yīng)用中人們對(duì)視頻解碼的實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，已出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實(shí)現(xiàn)，而嵌入式設(shè)備的主頻和處理能力仍然相對(duì)有限，存儲(chǔ)容量相對(duì)較小，總線速率相對(duì)偏低，因此必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)算法進(jìn)行優(yōu)化移植，才能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。 本文在對(duì)H．264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進(jìn)行詳細(xì)介紹后，重點(diǎn)研究了在解碼端如何針對(duì)解碼耗時(shí)較多的模塊進(jìn)行改進(jìn)，然后將算法移植到ARM平臺(tái)，并針對(duì)平臺(tái)特點(diǎn)作出相應(yīng)優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測(cè)試結(jié)果。本文主要完成的工作如下： 詳細(xì)分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測(cè)試工具分析了各模塊耗時(shí)，針對(duì)耗時(shí)較多的模塊如插值運(yùn)算及去塊濾波模塊，提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)算法并在H．264的參考軟件JM86上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，PC測(cè)試實(shí)驗(yàn)證明了算法改進(jìn)的優(yōu)越性和運(yùn)算優(yōu)化的可行性。最后針對(duì)ARM平臺(tái)，在對(duì)程序結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)代碼進(jìn)行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時(shí)給出了WINCE平臺(tái)解碼后圖象加速顯示方法，并對(duì)最終測(cè)試結(jié)果與性能做出了評(píng)價(jià)。
標(biāo)簽：
264
ARM
解碼
算法優(yōu)化
上傳時(shí)間：
2013-06-04
上傳用戶(hù)：shijiang
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諧波帶來(lái)的影響已經(jīng)嚴(yán)重危及到電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。解決諧波污染的關(guān)鍵在于精確實(shí)時(shí)地確定諧波的成分、幅值和相位等因素。而今普通工業(yè)控制計(jì)算機(jī)已越來(lái)越不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的高效性、高實(shí)時(shí)性、高穩(wěn)定運(yùn)行性和高可靠性等要求，給諧波的測(cè)量帶來(lái)誤差，因而開(kāi)發(fā)新一代基于ARM平臺(tái)和嵌入式Linux系統(tǒng)的電力諧波檢測(cè)裝置來(lái)滿足這些要求顯得很重要。 同時(shí)，友好的圖形界面也已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。電力諧波檢測(cè)裝置的圖形用戶(hù)系統(tǒng)更是存在著進(jìn)程獨(dú)立、網(wǎng)絡(luò)通信能力、跨平臺(tái)等特殊需求。在眾多的圖形用戶(hù)界面軟件中，因QT/Embedded具有跨平臺(tái)、面向?qū)ο?、能設(shè)計(jì)精美的人機(jī)界面等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)便選取QT/Embedded作為支撐平臺(tái)，并解決了QT/Embedded跨平臺(tái)移植和中文化等問(wèn)題。 因頻譜泄露和柵欄效應(yīng)以及系統(tǒng)基本頻率的波動(dòng)，普通的FFT算法不能準(zhǔn)確測(cè)量諧波和間諧波成份。為了提高測(cè)量精度，本文先用頻域插值法確定系統(tǒng)的基本頻率，以及插值多項(xiàng)式方法重構(gòu)時(shí)域采樣信號(hào)，接下來(lái)用FFT計(jì)算整數(shù)次諧波成份，以及頻域插值方法計(jì)算間諧波成份。 系統(tǒng)選用長(zhǎng)沙科瑞捷機(jī)電有限公司提供的基于ARM處理器的SAM7430模塊，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)諧波檢測(cè)軟件，包括數(shù)據(jù)采集、FFT分析以及界面顯示程序。經(jīng)初步調(diào)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，具有一定的實(shí)用參考價(jià)值。
標(biāo)簽：
ARMLinux
電力諧波
檢測(cè)算法
上傳時(shí)間：
2013-08-02
上傳用戶(hù)：lijinchuan
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隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)和信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展，越來(lái)越多用戶(hù)提出了對(duì)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視訊等寬帶接入業(yè)務(wù)的需求。傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù)己成為新一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸，通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶化成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。在眾多新興的接入技術(shù)中，寬帶無(wú)線接入技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)成為近年來(lái)通信技術(shù)市場(chǎng)的最大亮點(diǎn)。基于IEEE802．16e的WiMAX技術(shù)作為一種面向無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)的寬帶接入方案，正以其優(yōu)異的性能和廣闊的市場(chǎng)前景而倍受關(guān)注。 本文是基于WiMAX技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)終端的設(shè)計(jì)，根據(jù)IEEE802.16e協(xié)議，物理層需要對(duì)收發(fā)信息進(jìn)行編解碼、調(diào)制解調(diào)等的處理，其中包含很多運(yùn)算密集的算法；這些處理有些適合硬件邏輯實(shí)現(xiàn)，有些適合數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)采用了FPGAs+DSPs的實(shí)現(xiàn)方式。考慮對(duì)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的不同處理，在詳細(xì)分析上行和下行鏈路的工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，對(duì)模塊的進(jìn)行了詳細(xì)劃分，并對(duì)系統(tǒng)的FPGA部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中本文充分考慮了FPGA和DSP之間處理的優(yōu)缺點(diǎn)，并注意避免器件之間通信的復(fù)雜化，在滿足器件之間數(shù)據(jù)流量的同時(shí)，盡量使數(shù)據(jù)流向簡(jiǎn)單化，避免了延時(shí)增加和接口帶寬調(diào)度的復(fù)雜化。最終整個(gè)設(shè)計(jì)完成完整的802.16e網(wǎng)絡(luò)終端的物理層基帶處理功能。
標(biāo)簽：
WiMAX
FPGA
網(wǎng)絡(luò)終端
基帶
上傳時(shí)間：
2013-06-01
上傳用戶(hù)：123456wh
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H.264作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，相比上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2，在相同畫(huà)質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)定了碼流的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個(gè)檔次，每個(gè)檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類(lèi)特定的應(yīng)用，因此。H.264的編碼器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能，但是其復(fù)雜度卻比一般編碼器高的多。本文對(duì)H.264進(jìn)行了編碼復(fù)雜度分析，并統(tǒng)計(jì)了整個(gè)軟件編碼中計(jì)算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法，提高了幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的效率。在該算法下進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)時(shí)，為了得到一個(gè)宏塊的預(yù)測(cè)模式，需要進(jìn)行592次率失真代價(jià)計(jì)算。因此為了降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度，本文改進(jìn)了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法。實(shí)踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計(jì)的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時(shí)間平均節(jié)約60﹪以上，對(duì)編碼的實(shí)時(shí)性有較大幫助。 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼，考慮到FPGA的高效運(yùn)算速度和使用靈活性，本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實(shí)現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并對(duì)影響編碼速度，且具有硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性的幾個(gè)重要部分進(jìn)行了算法研究和FPGA.實(shí)現(xiàn)。本文主要研究了H.264編碼器中整數(shù)DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數(shù)DCT變換等部分。分別對(duì)這些模塊進(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真，并將驗(yàn)證后通過(guò)的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進(jìn)行了在線測(cè)試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)輸入的殘差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮編碼的功能。 本文對(duì)H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法的改進(jìn)，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)軟件編碼的實(shí)時(shí)性有很大幫助。本文對(duì)在單片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)H.264編碼器做出了探索性嘗試，這對(duì)H.264編碼器芯片的設(shè)計(jì)有著積極的借鑒性。
標(biāo)簽：
FPGA
264
幀內(nèi)預(yù)測(cè)
算法優(yōu)化
上傳時(shí)間：
2013-05-25
上傳用戶(hù)：refent
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加密算法一直在信息安全領(lǐng)域起著極其重要的作用,它直接影響著國(guó)家的安全和發(fā)展.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,原有的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)已不能滿足人們的保密要求.在未來(lái)的20年內(nèi),高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn).在不對(duì)原有應(yīng)用系統(tǒng)作大的改動(dòng)的情況下,3-DES算法有了很大的生存空間.該文介紹了DES和3-DES算法的概要,給出了一種電路實(shí)現(xiàn)模型,并基于XILINX公司的FPGA器件設(shè)計(jì)了IP核,介紹了I P核設(shè)計(jì)中主要模塊的設(shè)計(jì)方法.最后對(duì)該IP核進(jìn)行了分析,給出它的性能參數(shù).該課題系統(tǒng)地論述了基3-DES算法的密碼IP核設(shè)計(jì)全過(guò)程.文章首先闡述了該設(shè)計(jì)的課題背景,給出了使用VHDL方法設(shè)計(jì)密碼電路的特點(diǎn)和研究思路和特點(diǎn),然后對(duì)IP核的設(shè)計(jì)環(huán)境和密碼算法進(jìn)行了介紹.在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了3-DES算法的密碼芯片設(shè)計(jì)方法和各個(gè)電路模塊實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖,包括算法電路、譯碼電路、接口電路和控制模塊電路等.通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的介紹,闡明了使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)專(zhuān)用集成電路的原理和特點(diǎn).
標(biāo)簽：
IPCORE
FPGA
3DES
算法
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶(hù)：萌萌噠小森森
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雙基地合成孔徑雷達(dá)(簡(jiǎn)稱(chēng)雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達(dá)，也是當(dāng)今SAR技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，在軍用及民用領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景，近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)。本文則側(cè)重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實(shí)現(xiàn)。 在雙基地SAR系統(tǒng)及成像算法的研究方面，推導(dǎo)了雙基地SAR的系統(tǒng)分辨特性及雷達(dá)方程，分析了主要系統(tǒng)參數(shù)之間的約束關(guān)系。針對(duì)正側(cè)視機(jī)載雙基地SAR系統(tǒng)，本文對(duì)距離一多普勒算法進(jìn)行了推廣。最后得到點(diǎn)目標(biāo)的仿真結(jié)果。 在成像算法的FPGA實(shí)現(xiàn)上，在System Generator環(huán)境下對(duì)算法進(jìn)行定點(diǎn)仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實(shí)現(xiàn)，其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、：Rocket I/O接口設(shè)計(jì)、DCM數(shù)字時(shí)鐘管理等主要部分。針對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，對(duì)算法的部分運(yùn)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化。 為了對(duì)算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了該算法的硬件測(cè)試平臺(tái)。主要基于ML310評(píng)估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405，完成其硬件部分的設(shè)計(jì)，主要包括了Aurora協(xié)議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時(shí)鐘等部分。
標(biāo)簽：
FPGA
SAR
機(jī)載
雙基地
上傳時(shí)間：
2013-07-26
上傳用戶(hù)：是王洪文
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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強(qiáng)大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長(zhǎng)，近來(lái)推出的FPGA都針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)做了特定設(shè)計(jì)，集成了存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過(guò)使用各個(gè)公司提供的FPGA開(kāi)發(fā)軟件使用硬件描述語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)特定的信號(hào)處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計(jì)工程師提供了新的選擇。實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來(lái)完成整個(gè)復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類(lèi)，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，對(duì)于算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性高的這類(lèi)處理過(guò)程由大容量高性能的FPGA實(shí)現(xiàn)，DSP則用來(lái)處理經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)運(yùn)行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運(yùn)算多的算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個(gè)部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)圖。并對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計(jì)，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實(shí)現(xiàn)，并給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)調(diào)試，達(dá)到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實(shí)現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實(shí)現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽：
FPGA
DSP
紅外
圖像預(yù)處理
上傳時(shí)間：
2013-07-22
上傳用戶(hù)：Divine
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加密算法一直在信息安全領(lǐng)域起著無(wú)可替代的作用,它直接影響著國(guó)家的未來(lái)和發(fā)展.隨著密碼分析水平、芯片處理能力和計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步,原有的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)算法及其變形的安全強(qiáng)度已經(jīng)難以適應(yīng)新的安全需要,其實(shí)現(xiàn)速度、代碼大小和跨平臺(tái)性均難以繼續(xù)滿足新的應(yīng)用需求.在未來(lái)的20年內(nèi),高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn).高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法是采用對(duì)稱(chēng)密鑰密碼實(shí)現(xiàn)的分組密碼,支持128比特分組長(zhǎng)度及128比特、192比特與256比特可變密鑰長(zhǎng)度.無(wú)論在反饋模式還是在非反饋模式中使用AES算法,其軟件和硬件對(duì)計(jì)算環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),性能穩(wěn)定,密鑰建立時(shí)間優(yōu)良,密鑰靈活性強(qiáng).存儲(chǔ)需求量低,即使在空間有限的環(huán)境使用也具備良好的性能.在分析高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法原理的基礎(chǔ)上,描述了圈變換及密鑰擴(kuò)展的詳細(xì)編制原理,用硬件描述語(yǔ)言(VHDL)描述了該算法的整體結(jié)構(gòu)和算法流程.詳細(xì)論述了分組密碼的兩種運(yùn)算模式(反饋模式和非反饋模式)下算法多種體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理,重點(diǎn)論述了基本體系結(jié)構(gòu)、循環(huán)展開(kāi)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu)、外部流水線結(jié)構(gòu)、混合流水線結(jié)構(gòu)及資源共享結(jié)構(gòu)等.最后在XILINX公司XC2S300E芯片的基礎(chǔ)上,采用自頂向下設(shè)計(jì)思想,論述了高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法的FPGA設(shè)計(jì)方法,提出了具體模塊劃分方法并對(duì)各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)論述.圈變換采用內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu),多個(gè)圈變換采用資源共享結(jié)構(gòu),密鑰調(diào)度與加密運(yùn)算并行執(zhí)行.占用芯片面積及引腳資源較少,在芯片選型方面具有很好的適應(yīng)性.
標(biāo)簽：
S300
300E
FPGA
300
上傳時(shí)間：
2013-06-20
上傳用戶(hù)：fairy0212
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隨著安全通信數(shù)據(jù)速率的提高,關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密算法的軟件實(shí)施成為重要的系統(tǒng)瓶頸.基于FPGA的高度優(yōu)化的可編程的硬件安全性解決方案提供了并行處理能力,并且可以達(dá)到所要求的加密處理性能(每秒的SSL或RSA運(yùn)算次數(shù))基準(zhǔn).網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,對(duì)安全性的需要變得越來(lái)越重要.然而,盡管網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步很快,安全性問(wèn)題仍然相對(duì)落后.由于FPGA所提供的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),特別是新的高速版本,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以在這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)安全性支持.FPGA是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性和功能升級(jí)的關(guān)鍵,對(duì)于容錯(cuò)、IPSec協(xié)議和系統(tǒng)接口問(wèn)題而言這兩點(diǎn)非常重要.而且,FPGA還為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了適應(yīng)不同安全處理功能以及隨著安全技術(shù)的發(fā)展方便地增加對(duì)新技術(shù)支持的能力.標(biāo)準(zhǔn)加密/解決以及認(rèn)證算法,如RC-4、DES、三次DES、MD-5以及安全哈希算法-1(SHA-1)被廣泛用于全球網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中.本文介紹了基于PCI總線的加密卡的研制,硬件板卡的結(jié)構(gòu),著重論述了加密卡上加密模塊的實(shí)現(xiàn),即用FPGA實(shí)現(xiàn)3DES及IDEA、MD5算法的過(guò)程,加密卡的工作原理,加密卡中多種密碼算法的配置原理,最后對(duì)3DES算法及IDEA、MD5算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行仿真,并繪制了板卡的原理圖,對(duì)PCI接口原理進(jìn)行了闡述.在論文中,首先闡述了數(shù)據(jù)加密原理.介紹了數(shù)據(jù)加密的算法和數(shù)據(jù)加密的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),并重點(diǎn)說(shuō)明了3DES的算法.由于加密卡的生存空間在于其高速的加密性能與便捷的使用方式,所以,我們的加密卡采用的是基于PCI插槽的結(jié)構(gòu),遵從的是PCI2.2規(guī)范,理解并掌握PCI總線的規(guī)范是了解整個(gè)系統(tǒng)的重要一環(huán),本文講述了PCI總線的特點(diǎn)和性能,以及總線的信號(hào).由于遵從高速性的要求,我們?cè)谟布x型的時(shí)候,選用的是TI公司高速DSP T M S 3 2 0 C 5 4 x:T I公司新推出的T M S 3 2 0 C 6 x系列D S P功能強(qiáng),速度也非?？?但目前價(jià)格仍然太高,不適合一般加解密使用.而TMS3 2 0 C 5 4 x系列具有性能適中,價(jià)格低廉,產(chǎn)品成熟等特點(diǎn),是較好的選擇.FPGA選用的XILINX公司的XC2V3000,在隨后的文章中,我們將會(huì)對(duì)這些器件特性做相應(yīng)說(shuō)明.并由此得出電路原理圖的繪制.文章的重點(diǎn)之一在于3DES算法及IDEA、MD5算法的FPGA實(shí)現(xiàn),以Xilinx公司VIRTEXII結(jié)構(gòu)的VXC2V3000為例,闡述用FPGA高速實(shí)現(xiàn)3DES算法及IDEA、MD5算法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì).
標(biāo)簽：
FPGA
加密卡
加密算法
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶(hù)：qazwsc
