加密算法一直在信息安全領域起著無可替代的作用,它直接影響著國家的未來和發展.隨著密碼分析水平、芯片處理能力和計算技術的不斷進步,原有的數據加密標準(DES)算法及其變形的安全強度已經難以適應新的安全需要,其實現速度、代碼大小和跨平臺性均難以繼續滿足新的應用需求.在未來的20年內,高級加密標準(AES)將替代DES成為新的數據加密標準.高級加密標準算法是采用對稱密鑰密碼實現的分組密碼,支持128比特分組長度及128比特、192比特與256比特可變密鑰長度.無論在反饋模式還是在非反饋模式中使用AES算法,其軟件和硬件對計算環境的適應性強,性能穩定,密鑰建立時間優良,密鑰靈活性強.存儲需求量低,即使在空間有限的環境使用也具備良好的性能.在分析高級加密標準算法原理的基礎上,描述了圈變換及密鑰擴展的詳細編制原理,用硬件描述語言(VHDL)描述了該算法的整體結構和算法流程.詳細論述了分組密碼的兩種運算模式(反饋模式和非反饋模式)下算法多種體系結構的實現原理,重點論述了基本體系結構、循環展開結構、內部流水線結構、外部流水線結構、混合流水線結構及資源共享結構等.最后在XILINX公司XC2S300E芯片的基礎上,采用自頂向下設計思想,論述了高級加密標準算法的FPGA設計方法,提出了具體模塊劃分方法并對各個模塊的實現進行了詳細論述.圈變換采用內部流水線結構,多個圈變換采用資源共享結構,密鑰調度與加密運算并行執行.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性.
上傳時間: 2013-06-20
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語言提高編制單片機應用程序的效率 1.2 C語言具有突出的優點 1.3 AvR單片機簡介 1.4 AvR單片機的C編譯器簡介 第2章 學習AVR單片機C程序設計所用的軟件及實驗器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發環境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機綜合實驗板 2.5 AvR單片機JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機開發軟件的安裝及第一個入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發環境 3.2 安裝AVR Studio集成開發環境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機開發過程 3.6 第一個AVR入門程序 第4章 AVR單片機的主要特性及基本結構 4.1 ATMEGA16(L)單片機的產品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機的CPU內核 4.4 AvR的存儲器 4.5 系統時鐘及時鐘選項 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統控制和復位 4.8 中斷 第5章 C語言基礎知識 5.1 C語言的標識符與關鍵字 5.2 數據類型 5.3 AVR單片機的數據存儲空間 5.4 常量、變量及存儲方式 5.5 數組 5.6 C語言的運算 5.7 流程控制 5.8 函數 5.9 指針 5.10 結構體 5.11 共用體 5.12 中斷函數 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組通用數字I/O端口的應用設置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實驗 6.5 8位數碼管測試 6.6 獨立式按鍵開關的使用 6.7 發光二極管的移動控制(跑馬燈實驗) 6.8 0~99數字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統 7.2 相關的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實驗 7.4 INTO/INTl中斷計數實驗 7.5 INTO/INTl中斷嵌套實驗 7.6 2路防盜報警器實驗 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設計 第8章 ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊 8.1 16×2點陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優點 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內部結構 8.6 液晶顯示控制驅動集成電路HD44780特點 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時序 8.10 8位數據傳送的ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.11 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數據傳送的ATMEGA16(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.14 4位數據傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時/計數器 9.1 預分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時/計時器T/C0 9.3 8位定時/計數器0的寄存器 9.4 16位定時/計數器T/C1 9.5 16位定時/計數器1的寄存器 9.6 8位定時/計數器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語言編譯器安裝 9.9 定時/計數器1的計時實驗 9.10 定時/計數器0的中斷實驗 9.11 4位顯示秒表實驗 9.12 比較匹配中斷及定時溢出中斷的測試實驗 9.13 PWM測試實驗 9.14 0~5 V數字電壓調整器 9.15 定時器(計數器)0的計數實驗 9.16 定時/計數器1的輸入捕獲實驗 ......
上傳時間: 2013-07-30
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目錄 第1章 初識Protel 99SE 1.1 Protel 99SE的特點 1.2 Protel 99SE的安裝 1.2.1 主程序的安裝 1.2.2 補丁程序的安裝 1.2.3 附加程序的安裝 1.3 Protel 99SE的啟動與工作界面 第2章 設計電路原理圖 2.1 創建一個新的設計數據庫 2.2 啟動原理圖編輯器 2.3 繪制原理圖前的參數設置 2.3.1 工作窗口的打開/切換/關閉 2.3.2 工具欄的打開/關閉 2.3.3 繪圖區域的放大/縮小 2.3.4 圖紙參數設置 2.4 裝入元件庫 2.5 放置元器件 2.5.1 通過原理圖瀏覽器放置元器件 2.5.2 通過菜單命令放置元器件 2.6 調整元器件位置 2.6.1 移動元器件 2.6.2 旋轉元器件 2.6.3 復制元器件 2.6.4 刪除元器件 2.7 編輯元器件屬性 2.8 繪制電路原理圖 2.8.1 普通導線連接 2.8.2 總線連接 2.8.3 輸入/輸出端口連接 2.9 Protel 99SE的文件管理 2.9.1 保存文件 2.9.2 更改文件名稱 2.9.3 打開設計文件 2.9.4 關閉設計文件 2.9.5 刪除設計文件 第3章 設計層次電路原理圖 3.1 自頂向下設計層次原理圖 3.1.1 建立層次原理圖總圖 3.1.2 建立層次原理圖功能電路原理圖 3.2 自底向上設計層次原理圖 3.3 層次原理圖總圖/功能電路原理圖之間的切換 第4章 電路原理圖的后期處理 4.1 檢查電路原理圖 4.1.1 重新排列元器件序號 4.1.2 電氣規則測試 4.2 電路原理圖的修飾 4.2.1 在原理圖瀏覽器中管理電路圖 4.2.2 對齊排列元器件 4.2.3 對節點/導線進行整體修改 4.2.4 在電路原理圖中添加文本框 4.3 放置印制電路板布線符號 第5章 制作/編輯電路原理圖元器件庫 5.1 創建一個新的設計數據庫 5.2 啟動元器件庫編輯器 5.3 編輯元器件庫的常用工具 5.3.1 繪圖工具 5.3.2 IEEE符號工具 5.4 在元器件庫中制作新元器件 5.4.1 制作新元器件前的設置 5.4.2 繪制新元器件 5.4.3 在同一數據庫下創建一個新的元器件庫 5.4.4 修改原有的元器件使其成為新元器件 5.4.5 從電路原理圖中提取元器件庫 第6章 生成各種原理圖報表文件 6.1 生成網絡表文件 6.1.1 網絡表文件的結構 6.1.2 網絡表文件的生成方法 6.2 生成元器件材料清單列表 6.3 生成層次原理圖組織列表 6.4 生成層次原理圖元器件參考列表 6.5 生成元器件引腳列表 第7章 設計印制電路板 7.1 肩動印制電路板編輯器 7.2 PCB的組成 7.3 PCB中的元器件 7.3.1 PCB中的元器件組成 7.3.2 PCB中的元器件封裝 7.4 設置工作層面 7.5 設置PCB工作參數 7.5.1 設置布線參數 7.5.2 設置顯示模式 7.5.3 設置幾何圖形顯示/隱藏功能 7.6 對PCB進行布線 7.6.1 準備電路原理圖并設置元器件屬性 7.6.2 啟動印制電路板編輯器 7.6.3 設定PCB的幾何尺寸 7.6.4 加載元器件封裝庫 7.6.4 裝入網絡表 7.6.5 調整元器件布局 7.6.6 修改元器件標灃 7.6.7 自動布線參數設置 7.6.8 自動布線器參數設置 7.6.9 選擇自動布線方式 7.6.10 手動布線 7.7 PCB布線后的手動調整 7.7.1 增加元器件封裝 7.7.2 手動調整布線 7.7.3 手動調整布線寬度 7.7.4 補淚焊 7.7.5 在PcB上放置漢字 7.8 通過PCB編輯瀏覽器進行PCB的管理 7.8.1 設置網絡顏色屬性 7.8.2 快速查找焊盤 7.9 顯示PCB的3D效果圖 7.10 生成PCB鉆孔文件報表 ......
上傳時間: 2013-06-17
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介紹了Infineon(英飛凌)公司DAVE2.O軟件的使用方法和一些需注意的要點,并按照流程編寫了一個“Infineon XC164CM”的閃燈測試程序
上傳時間: 2013-07-13
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本文在深入研究MIL-STD-1553B總線傳輸協議以及國外協議芯片設計方法的基礎上,結合目前較流行的EDA技術,基于Xilinx公司Virtex-II系列FPGA完成了1553B總線接口協議設計實現,并自行設計實驗板將所做的設計進行了驗證。論文從專用芯片實現的具體功能出發,結合自頂向下的設計思想,給出基于FPGA的總線接口協議設計的總體方案,并根據功能的需求完成了模塊化設計。文章重點介紹基于FPGA的總線控制器(BC)、遠程終端(RT)、總線監視器(MT)三種類型終端設計,詳細給出其設計邏輯框圖、引腳說明及關鍵模塊的仿真結果,最終通過工作方式選擇信號以及其它控制信號將三種終端結合起來以達到通用接口的功能。本設計使用硬件描述語言(VHDL)進行描述,在此基礎上使用Xilinx專用開發工具對設計進行綜合、布局布線等,最終下載到FPGA芯片XC2V2000中進行實現。 文章最后通過自行搭建的硬件平臺對所做的設計進行詳細的測試驗證,選擇ADSP21161作為主處理器,對。FPGA芯片進行初始化配置以及數據的輸入輸出控制,同時利用示波器觀測FPGA的輸出,完成系統的硬件測試。測試結果表明本文的設計方案是合理、可行的。
上傳時間: 2013-08-03
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Integrating A/D converters have two characteristics incommon. First, as the name implies, their
上傳時間: 2013-04-24
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在雷達信號偵察中運用寬帶數字接收技術是電子偵察的一個重要發展方向。數字信號處理由于其精度高、靈活性強、以及易于集成等特點而應用廣泛。電子系統數字化的最大障礙是寬帶高速A/D變換器的高速數據流與通用DSP處理能力的不匹配。而FPGA的廣泛應用,為解決上述矛盾提供了一種有效的方法。 本文利用FPGA技術,設計了具備高速信號處理能力的寬帶數字接收機平臺,并提出了數字接收機實現的可行性方法,以及對這些方法的驗證。具體來說就是如何利用單片的FPGA實現對雷達信號并行地實時檢測和參數估計。所做工作主要分為兩大部分: 1、適合于FPGA硬件實現的算法的確定及仿真:對A/D采樣信號采用自相關累加算法進行信號檢測,利用信號的相關性和噪聲的獨立性提高信噪比,通過給出檢測門限來估計信號的起止點。對于常規信號的頻率估計,采用Rife算法。通過Matlab仿真,表明上述算法在運算量和精度方面均有良好性能,適合用作FPGA硬件實現。 2、算法的FPGA硬件實現:針對原算法中極大消耗運算量的相關運算,考慮到FPGA并行處理的特點,將原算法修改為并行相關算法,并加入流水線,這樣處理極大地提高了系統的數據吞吐率。采用Xilinx公司的Virtex-4系列中的XC4VSX55芯片作為開發平臺完成設計,系統測試結果表明,本設計能正常工作,滿足系統設計要求。 文章的最后,結合系統設計給出幾種VHDL優化方法,主要圍繞系統的速度、結構和面積等問題展開討論。
上傳時間: 2013-06-25
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人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后,以其獨特的方便、經濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統的重要環節—人臉檢測,隨著研究的深入和應用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景,發展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發展,它的功能、應用和可靠性逐漸增加,在各個行業也顯現出自身的優勢。FPGA允許用戶根據自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設計方法的靈活性降低了整個系統的開發成本,FPGA 設計成為電子自動化設計行業不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結基于FPGA上的嵌入式系統設計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統在基于Xilinx的Virtex II Pro開發板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統成本、開發時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數據通道等,通過分析可以對算法進行細致的劃分,實現需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數據位進行操作它提取指數和尾數,然后對尾數執行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯分類器的訓練,提出可以迅速提高分類能力、特征數量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
上傳時間: 2013-04-24
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《計算機組成原理》是計算機系的一門核心課程。但是它涉及的知識面非常廣,內容包括中央處理器、指令系統、存儲系統、總線和輸入輸出系統等方面,學生在學習該課程時,普遍覺得內容抽象難于理解。但借助于該計算機組成原理實驗系統,學生通過實驗環節,可以進一步融會貫通學習內容,掌握計算機各模塊的工作原理,相互關系的來龍去脈。 為了增強實驗系統的功能,提高系統的靈活性,降低實驗成本,我們采用FPGA芯片技術來徹底更新現有的計算器組成原理實驗平臺。該技術可根據用戶要求為芯片加載由VHDL語言所編寫出的不同的硬件邏輯,FPGA芯片具有重復編程能力,使得系統內硬件的功能可以像軟件一樣被編程,這種稱為“軟”硬件的全新系統設計概念,使實驗系統具有極強的靈活性和適應性。它不僅使該系統性能的改進和擴充變得十分簡易和方便,而且使學生自己設計不同的實驗變為可能。計算機組成原理實驗的最終目的是讓學生能夠設計CPU,但首先,學生必須知道CPU的各個功能部件是如何工作,以及相互之間是如何配合構成CPU的。因此,我們必須先設計出一個教學用的以FPGA芯片為核心的硬件平臺,然后在此基礎上開發出VHDL部件庫及主要邏輯功能,并設計出一套實驗。 本文重點研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系統,由于VHDL的高標準化和硬件描述能力,現代CPU的主要功能如計算,存儲,I/O操作等均可由VHDL來實現。同時設計實驗內容,包括時序電路的組成及控制原理實驗、八位運算器的組成及復合運算實驗、存儲器實驗、數據通路實驗、浮點運算器實驗、多流水線處理器實驗等,這些實驗形成一個相互關聯的系統。每個實驗先由教師講解原理及原理圖,學生根據教師提供的原理圖,自己用MAX+PLUSII完成電路輸入,學生實驗實際上是編寫VHDL,不需要寫得很復雜,只要能調用接口,然后將程序燒入平臺,這樣既不會讓學生花太多的時間在畫電路圖上,又能讓學生更好的理解每個部件的工作原理和工作過程。 論文首先研究分析了FPGA硬件實驗平臺,即實驗系統的硬件組成。系統采用FPGA-XC4010EPC84,62256CPLD以及其他外圍芯片(例如74LS244,74LS275)組成。根據不同的實驗要求,規劃不同實驗控制邏輯。用戶可選擇不同的實驗邏輯,通過把實驗邏輯下載到FPGA芯片中構成自己的實驗平臺。 其次,論文詳細的闡述了VHDL模塊化設計,如何運用VHDL技術來依次實現CPU的各個功能部件。VHDL語言作為一種國際標準化的硬件描述語言,自1987年獲得IEEE批準以來,經過了1993年和2001年兩次修改,至今已被眾多的國際知名電子設計自動化(EDA)工具研發商所采用,并隨同EDA設計工具一起廣泛地進入了數字系統設計與研發領域,目前已成為電子業界普遍接受的一種硬件設計技術。再次,論文針對實驗平臺中遇到的較為棘手的多流水線等問題,也進行了深入的闡述和剖析。學生需要什么樣的實驗條件,實驗內容及步驟才能了解當今CPU所采用的核心技術,才能掌握CPU的設計,運行原理。另外,本論文的背景是需要學生熟悉基本的VHDL知識或技能,因為實驗是在編寫VHDL代碼的前提下完成的。 本文在基于實驗室的環境下,基本上較為完整的實現了一個基于FPGA的實驗平臺方案。在此基礎上,進行了部分功能的測試和部分性能方面的分析。本論文的研究,為FPGA在實際系統中的應用提供研究思路和參考方案。論文的研究結果將對FPGA與VHDL標準的進一步發展具有重要的理論和現實意義。
上傳時間: 2013-04-24
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軟件無線電技術自20世紀90年代提出以后,在許多通信系統中得到了廣泛應用。本文研究了一種軟件無線電數字通信系統方案的設計,并著重研究了其中中頻處理單元的設計和實現。針對實際應用,本文提出了一個基于FPGA和DSP的軟件無線電中頻/基帶數字化處理系統的設計方案。該系統的特點是所有的中頻信號處理算法全部由軟件實現,它主要包括高速A/D、超大規模FPGA芯片、高速DSP芯片和外部存儲器等,其中超大規模FPGA芯片和高速的DSP芯片是系統的核心。DSP芯片采用的是TI公司的C6416,FPGA芯片采用的是Xilinx公司的XC2V2000FG676,既兼顧速度和靈活性,又具有較強的通用性。 本文根據“基于FPGA的中頻數字化處理平臺的建立及若干關鍵算法的實現”研究課題,主要完成了軟件無線電通信系統中頻數字化若干關鍵算法實現的任務,具體包括通用數字中頻板的設計、中頻板上FPGA和DSP、D/A的接口設計、各種數字通信關鍵技術(數字上/下變頻、調制解調、信道編譯碼、交織解交織等)的FPGA實現。本文研究的系統分別在Matlab、ISE、Modelsim、Visual DSP++、ChipScope Pro等軟件中進行了仿真和驗證,并已交付使用。結果表明,本文提出的方案正確可行,達到了預定要求。本文的工作對其它軟件無線電系統的實現也具有較大的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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