隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)和加密技術(shù)成為當(dāng)今熱門的技術(shù)。本文將兩方面的技術(shù)結(jié)合起來，在對(duì)ARM嵌入式系統(tǒng)和高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)算法Rijndael作全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其應(yīng)用做了研究。 文中首先分析了嵌入式系統(tǒng)和數(shù)據(jù)加密算法的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了 ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)和 Rijndael 算法原理的相關(guān)知識(shí)。然后，結(jié)合課題研究，詳細(xì)介紹了開發(fā)板 SHX-ARM7 的硬件配置和嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境的建立，包括 ADS1.2和超級(jí)終端的設(shè)置。 文中深入研究了嵌入式操作系統(tǒng)的移植和 Rijndael 算法在開發(fā)板上的編程實(shí)現(xiàn)，給出了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。選擇移植的μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性和可移植性，為進(jìn)一步的嵌入式應(yīng)用打下基礎(chǔ)。Rijndael 算法的實(shí)現(xiàn)分為三大模塊：密鑰擴(kuò)展、加密和解密模塊，其結(jié)果可作為API函數(shù)，在嵌入式加密應(yīng)用軟件編程中直接調(diào)用。 本文對(duì)基于 ARM 的 Rijndael 算法的應(yīng)用進(jìn)行了探討，給出了基于ARM微處理器與Rijndael算法的IC卡數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并提出了三種密鑰安全管理方案，經(jīng)比較重點(diǎn)描述了“一卡一密、一次一密”的密碼管理思想。該方法能夠保證每張 IC 卡每次用來存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)時(shí)的初始密鑰都是隨機(jī)的，在一定程度上增加了破譯難度，提高了安全性。 在結(jié)論中闡述了尚需進(jìn)一步解決的問題以及下一步的工作內(nèi)容。
標(biāo)簽： ARM 數(shù)據(jù)加密 應(yīng)用研究 算法
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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作為先進(jìn)制造業(yè)的核心技術(shù)之一，焊接控制技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)我國(guó)焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平提出了更高的要求。本課題研究的特種焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是多任務(wù)并發(fā)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，作為實(shí)時(shí)系統(tǒng)研究關(guān)鍵問題之一的實(shí)時(shí)調(diào)度問題一直都是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的研究熱點(diǎn)，因此對(duì)特種焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度問題的研究對(duì)于保證焊接機(jī)的強(qiáng)實(shí)時(shí)性、高可靠性和高穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 針對(duì)特種焊接機(jī)實(shí)時(shí)多任務(wù)并行協(xié)調(diào)控制的特點(diǎn)，首先總結(jié)和分析了前人在焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)方面取得的成果，在吸收前人先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度問題和算法做了相關(guān)理論研究。同時(shí)結(jié)合實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)一步分析了幾種常見的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，選擇μc/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)作為研究的基礎(chǔ)，研究確定焊接機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度方法。 給出了焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)各個(gè)功能模塊電路的設(shè)計(jì)，搭建了以ARM微處理器為核心的焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)。然后詳細(xì)分析了μc/OS-Ⅱ系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理等內(nèi)核基本功能模塊，針對(duì)焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度存在的問題.對(duì)μc/OS-Ⅱ的內(nèi)核及其任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行擴(kuò)展改進(jìn)，研究一種混合的調(diào)度策略，即采用兩種調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中普通任務(wù)和實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度，最大限度地提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。通過測(cè)試，驗(yàn)證了對(duì)μc/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)內(nèi)核及其任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行擴(kuò)展改進(jìn)設(shè)計(jì)的有效性和可行性，系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的要求。取得了復(fù)雜焊接機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度策略及算法的成果，對(duì)焊接控制領(lǐng)域自動(dòng)化和智能化的發(fā)展具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 焊接機(jī) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 調(diào)度
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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三相spwm信號(hào)是由高頻載波和三相調(diào) 制波比較而得的，三相svpwm信號(hào)也可理解為由高頻載波和三相調(diào)制波比較而得，區(qū)別是前者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的正弦波，后者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的馬鞍形波，馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復(fù)合而成。但令人回味的是，svpwm的最初出現(xiàn)和發(fā)展卻和以上思路大相徑庭，其完全從空間矢量的角度出發(fā)，后來人們才發(fā)現(xiàn)svpwm和spwm的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應(yīng)用，其原因有兩個(gè)，一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用spwm的逆變器[2][3]，二是dsp的快速運(yùn)算能力可以實(shí)時(shí)計(jì)算開關(guān)時(shí)間。但在實(shí)際應(yīng)用svpwm時(shí)，往往對(duì)以下問題感到疑惑：svpwm算法的推導(dǎo)、開關(guān)向量的選擇、dsp的實(shí)現(xiàn)、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內(nèi)容將有助這些疑惑的解決，更靈活地應(yīng)用svpwm算法。
標(biāo)簽： PWM 空間矢量 算法
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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遙感圖像是深空探測(cè)和近地觀測(cè)所得數(shù)據(jù)的重要載體，在軍事和社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大，它的存儲(chǔ)和傳輸已成為遙感信息應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。圖像壓縮編碼技術(shù)能降低圖像冗余度，從而減小圖像的存儲(chǔ)容量和傳輸帶寬，它的研究對(duì)于遙感圖像應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復(fù)雜度較低，并行性好，適合于硬件實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，從而廣泛應(yīng)用于深空探測(cè)和近地觀測(cè)。對(duì)于直接關(guān)系到軍事戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面的遙感圖像的傳輸，必須對(duì)它進(jìn)行加密處理。AES加密算法是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)于2000年發(fā)布的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，它不但能抵抗各種攻擊，保證加密數(shù)據(jù)的安全性，而且易于軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。本論文對(duì)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進(jìn)行了研究，完成的主要工作包括： (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結(jié)構(gòu)，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了算法的編解碼器，并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進(jìn)行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結(jié)構(gòu)，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了算法的加解密器。 (3)介紹了實(shí)現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設(shè)計(jì)所選擇的軟件開發(fā)工具、開發(fā)語(yǔ)言和硬件開發(fā)平臺(tái)。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 本文設(shè)計(jì)的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統(tǒng)運(yùn)用了流水線設(shè)計(jì)、高速內(nèi)存設(shè)計(jì)、模塊并行化設(shè)計(jì)和模塊串行化設(shè)計(jì)等技術(shù)，在系統(tǒng)速度和資源面積上取得了較好的平衡，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。
標(biāo)簽： CCSDS FPGA AES 圖像壓縮
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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本文以星載圖像數(shù)據(jù)的壓縮與加密為背景，對(duì)CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括： (1)實(shí)現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法的C程序，并且與SPIHT算法和JPEG2000算法在星載圖像壓縮領(lǐng)域做了簡(jiǎn)單的對(duì)比； (2)對(duì)原始CCSDS圖像壓縮算法進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法在提升算法性能的同時(shí)，降低了算法的復(fù)雜度； (3)研究了AES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)了該算法的C程序； (4)用VerilogHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法的編碼器； (5)在FPGA硬件平臺(tái)上，驗(yàn)證了這兩種算法編碼器的正確性和有效性。
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變頻技術(shù)作為現(xiàn)代電力電子的核心技術(shù)，集現(xiàn)代電子、信息和智能技術(shù)于一體。而SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)波的產(chǎn)生和控制則是變頻技術(shù)的核心之一。本文對(duì)SPWM 波形生成的三種算法--對(duì)稱規(guī)則采樣法、不對(duì)稱規(guī)則
標(biāo)簽： SPWM 波形 分 生成算法
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隨著人們對(duì)于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來越大，數(shù)字電視廣播和手機(jī)電視迅速發(fā)展起來，但是人們對(duì)于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來越高。對(duì)于觀眾來講，畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的，然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響，不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤碼，導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降，甚至無法正常收看。因此，為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯(cuò)編碼(又稱信道編碼)的方式來實(shí)現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中，無論是衛(wèi)星傳輸，電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù)；然后依照DVB-T標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)并硬件實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI)，這種接口的應(yīng)用讓系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性；與信道端接口采用了G.703接口，具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接與數(shù)字通信設(shè)備連接，這使得應(yīng)用時(shí)對(duì)于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法，卷積交織/解交織原理，卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎(chǔ)上，本文給出了解碼部分的設(shè)計(jì)方案，并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實(shí)現(xiàn)。在RS解碼過程中引入了流水線機(jī)制，從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法，利用對(duì)RAM讀寫地址的控制實(shí)現(xiàn)解卷積交織，這種方法控制電路簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)速度比較快，代價(jià)小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼，在幾乎不影響譯碼準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上大大提高了解碼效率。
標(biāo)簽： FPGA DVB 信道 編解碼
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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高精度電網(wǎng)功率因數(shù)測(cè)量加權(quán)插值FFT優(yōu)化算法
標(biāo)簽： FFT 高精度 電網(wǎng) 功率因數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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在通信系統(tǒng)中，人們一直致力于信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃缘难芯浚诺兰m錯(cuò)編碼技術(shù)一直是人們研究的重點(diǎn)。1993年，Turbo碼的提出，以其接近Shannon極限的優(yōu)異的譯碼性能在編碼界引起了轟動(dòng)，并成為研究糾錯(cuò)編碼的熱點(diǎn)課題。經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展，目前，Turbo碼已經(jīng)走向了實(shí)用化的道路，如何用硬件實(shí)現(xiàn)有效的Turbo碼編譯碼器成為了人們研究的重點(diǎn)。 論文以基于FPGA實(shí)現(xiàn)Turbo碼譯碼器為研究目標(biāo)，首先分析了Turbo碼的基本編譯碼原理和3GPP標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼編碼結(jié)構(gòu)和交織算法。然后重點(diǎn)分析了MAP譯碼算法，Log-MAP譯碼算法和：Max-Log-MAP譯碼算法，并對(duì)三種譯碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)和計(jì)算復(fù)雜度的定量分析比較，對(duì)影響Turbo碼譯碼性能的主要因素進(jìn)行了MATLB仿真分析。 論文在深入分析比較上述三種譯碼算法的基礎(chǔ)之上，選擇Max-Log-MAP譯碼算法進(jìn)行了Turbo碼譯碼器的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。主要針對(duì)FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)量化、定點(diǎn)數(shù)據(jù)表示方式、Max-Log-MAP算法子譯碼器關(guān)鍵運(yùn)算單元的FPGA設(shè)計(jì)和基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼譯碼器的內(nèi)交織的FPGA設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究，完成了固定譯碼長(zhǎng)度的Turbo碼譯碼器的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并利用ModelSim和MATLAB分別對(duì)譯碼器進(jìn)行了功能時(shí)序驗(yàn)證和FPGA定點(diǎn)仿真測(cè)試。
標(biāo)簽： Turbo FPGA 譯碼 算法研究
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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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，越來越多用戶提出了對(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，寬帶無線接入技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)成為近年來通信技術(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
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