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萬(wàn)兆以太網(wǎng)(wǎng)

基于FPGA安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字視頻處理.rar

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的逐步提高，購(gòu)置房屋和車(chē)輛的人越來(lái)越多，但安全問(wèn)題也給人們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，相應(yīng)的安全防盜系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。目前市場(chǎng)上，低端的方案是利用單片機(jī)和通訊單元相結(jié)合構(gòu)成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是功能不夠完善，不能實(shí)現(xiàn)正真的影、音、像圖文全方位監(jiān)控。而高端的方案則使用專(zhuān)用集成電路，雖然功能強(qiáng)大，但是價(jià)格昂貴，并且對(duì)于新的接口標(biāo)準(zhǔn)存在兼容性問(wèn)題，而且也不易升級(jí)。基于FPGA的安全監(jiān)控系統(tǒng)，是FPGA和通訊單元相結(jié)合的產(chǎn)物。其核心FPGA可多次配置，靈活性強(qiáng)，在性能和價(jià)格中找到一個(gè)很好的平衡。其易于維護(hù)和升級(jí)，以滿(mǎn)足市場(chǎng)上不斷推陳出的新的接口標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)系統(tǒng)將是對(duì)視頻圖像處理、圖像加密技術(shù)、傳感器、PIC總線(xiàn)通訊等諸多技術(shù)的整合。而本文將側(cè)重于論述該系統(tǒng)中視頻圖像處理、控制接口和視頻傳送部分的內(nèi)容。全文分為五個(gè)章節(jié)，第一章簡(jiǎn)要介紹了視頻信號(hào)處理的原理和結(jié)構(gòu)，對(duì)一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行介紹，并展示了通用的視頻處理過(guò)程。第二章針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的案例，對(duì)視頻信號(hào)處理模塊的解決方案進(jìn)行論述，將實(shí)際的視頻信號(hào)處理劃分為轉(zhuǎn)換、計(jì)算和傳送三個(gè)子模塊，并且分別進(jìn)行功能介紹。第三章著重介紹視頻轉(zhuǎn)換和視頻計(jì)算兩大模塊，對(duì)相應(yīng)的接口配置和模塊主要代碼實(shí)現(xiàn)作了深入分析。第四章將論述視頻處理中的重要課題：數(shù)字圖像的壓縮技術(shù)，并對(duì)相應(yīng)的重要模塊和關(guān)鍵步驟作實(shí)際建模分析。第五章將探討視頻傳送的相關(guān)技術(shù)，介紹傳統(tǒng)的Camera-Link標(biāo)準(zhǔn)和最新的千兆以太網(wǎng)傳送標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)可行性應(yīng)用進(jìn)行了比較。

標(biāo)簽： FPGA 安全監(jiān)控

上傳時(shí)間： 2013-07-17

上傳用戶(hù)：xymbian
采用FPGA實(shí)現(xiàn)基于ATCA架構(gòu)的2.5Gbps串行背板接口

當(dāng)前，在系統(tǒng)級(jí)互連設(shè)計(jì)中高速串行I/O技術(shù)迅速取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)正成為業(yè)界趨勢(shì)。人們已經(jīng)意識(shí)到串行I/O“潮流”是不可避免的，因?yàn)樵诟哂?Gbps的速度下，并行I/O方案已經(jīng)達(dá)到了物理極限，不能再提供可靠和經(jīng)濟(jì)的信號(hào)同步方法?；诖蠭/O的設(shè)計(jì)帶來(lái)許多傳統(tǒng)并行方法所無(wú)法提供的優(yōu)點(diǎn)，包括：更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板（PCB）層數(shù)、PCB布局布線(xiàn)更容易、接頭更小、EMI更少，而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術(shù)正被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括PC、消費(fèi)電子、海量存儲(chǔ)、服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)計(jì)算和控制、測(cè)試設(shè)備等。迄今業(yè)界已經(jīng)發(fā)展出了多種串行系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)XAUI、串行ATA等等。 Aurora協(xié)議是為私有上層協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)上層協(xié)議提供透明接口的串行互連協(xié)議，它允許任何數(shù)據(jù)分組通過(guò)Aurora協(xié)議封裝并在芯片間、電路板間甚至機(jī)箱間傳輸。Aurora鏈路層協(xié)議在物理層采用千兆位串行技術(shù)，每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴(kuò)展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個(gè)物理通道綁定在一起形成一個(gè)虛擬鏈路。16個(gè)通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數(shù)據(jù)傳輸速率。Aurora可優(yōu)化支持范圍廣泛的應(yīng)用，如太位級(jí)路由器和交換機(jī)、遠(yuǎn)程接入交換機(jī)、HDTV廣播系統(tǒng)、分布式服務(wù)器和存儲(chǔ)子系統(tǒng)等需要極高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用。傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)背板如VME總線(xiàn)和CompactPCI總線(xiàn)都是采用并行總線(xiàn)方式。然而對(duì)帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線(xiàn)背板正在逐漸取代傳統(tǒng)的并行總線(xiàn)背板?，F(xiàn)在，高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps，甚至超過(guò)10Gbps。AdvancedTCA（先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu)）正是在這種背景下作為新一代的標(biāo)準(zhǔn)背板平臺(tái)被提出并得到快速的發(fā)展。它由PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)（PICMG）開(kāi)發(fā)，其主要目的是定義一種開(kāi)放的通信和計(jì)算架構(gòu)，使它們能被方便而迅速地集成，滿(mǎn)足高性能系統(tǒng)業(yè)務(wù)的要求。ATCA作為標(biāo)準(zhǔn)串行總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，支持高速互聯(lián)、不同背板拓?fù)?、高信?hào)密度、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械與電氣特性、足夠步線(xiàn)長(zhǎng)度等特性，滿(mǎn)足當(dāng)前和未來(lái)高系統(tǒng)帶寬的要求。采用FPGA設(shè)計(jì)高速串行接口將為設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的靈活性和可擴(kuò)展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內(nèi)置了最多24個(gè)RocketIO收發(fā)器，提供從622Mbps到3.125Gbps的數(shù)據(jù)速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合其強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內(nèi)置PowerPC處理器，為企業(yè)從并行連接向串行連接的過(guò)渡提供了一個(gè)理想的連接平臺(tái)。本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設(shè)計(jì)傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口，該背板接口完全符合PICMG3.0規(guī)范。本文對(duì)串行高速通道技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析，詳細(xì)分析了所涉及到的主要技術(shù)包括線(xiàn)路編解碼、控制字符、逗點(diǎn)檢測(cè)、擾碼、時(shí)鐘校正、通道綁定、預(yù)加重等。同時(shí)對(duì)AdvancedTCA規(guī)范以及Aurora鏈路層協(xié)議進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上給出了FPGA的設(shè)計(jì)方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設(shè)計(jì)工具，可在標(biāo)準(zhǔn)ATCA機(jī)框內(nèi)完成單通道速率為2.5Gbps的全網(wǎng)格互聯(lián)。

標(biāo)簽： FPGA ATCA Gbps 2.5

上傳時(shí)間： 2013-05-29

上傳用戶(hù)：frank1234
基于FPGA的高速I(mǎi)PSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究

隨著國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富，Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為，網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加，高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn)，在安全得到保障的情況下，為了滿(mǎn)足網(wǎng)速無(wú)限制的追求，高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面，IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中，但對(duì)IPSec協(xié)議的處理會(huì)大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載，成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對(duì)上述現(xiàn)狀，研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。目前，國(guó)外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化，達(dá)到幾千兆的速率，但是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn)，速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案，采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議，為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型，從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個(gè)模塊的劃分以及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個(gè)方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù)，最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在Xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)，處理速率超過(guò)1Gb/s。

標(biāo)簽： IPSec FPGA 協(xié)議實(shí)現(xiàn)技術(shù)

上傳時(shí)間： 2013-07-03

上傳用戶(hù)：wfl_yy
基于ARM的便攜式臭氧濃度檢測(cè)儀的研制

臭氧（O3）作為一種無(wú)污染的強(qiáng)氧化劑，已在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用，取得了顯著效果，其應(yīng)用規(guī)模也越來(lái)越大。在使用中，如果臭氧濃度過(guò)高會(huì)加大設(shè)備造價(jià)同時(shí)對(duì)人體有危害，臭氧濃度太小又難以收到滿(mǎn)意效果。因此在很多場(chǎng)合必須嚴(yán)格控制臭氧的濃度，以便達(dá)到既能殺菌消毒，又不危害人體健康的目的。目前，臭氧檢測(cè)的方法分為兩類(lèi)，一類(lèi)是采樣后實(shí)驗(yàn)室分析，首先進(jìn)行環(huán)境空氣的樣品采集，然后拿到實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)方法進(jìn)行分析；一類(lèi)是自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器法，利用臭氧自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測(cè)定。然而在對(duì)臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測(cè)的過(guò)程中，以上兩種方法具有檢測(cè)周期長(zhǎng)、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)一種檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測(cè)儀具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。在硬件設(shè)計(jì)上，首先，為了完成臭氧濃度信號(hào)的提取，對(duì)臭氧傳感器進(jìn)行了精心的選擇；其次，為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了恒電位儀電路，同時(shí)為了滿(mǎn)足后續(xù)A/D檢測(cè)精度的要求，對(duì)檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行了調(diào)理；最后，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。在軟件設(shè)計(jì)上，為了提高系統(tǒng)的智能化程度，引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時(shí)為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)儀器無(wú)人操作一段時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。在操作的可靠性方面，設(shè)計(jì)了一鍵開(kāi)機(jī)功能；同時(shí)為了延長(zhǎng)電池的使用壽命，設(shè)計(jì)了電源智能管理模塊。

標(biāo)簽： ARM 便攜式儀的研制臭氧濃度

上傳時(shí)間： 2013-05-21

上傳用戶(hù)：xiangwuy
基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制

永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)。永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機(jī)為控制對(duì)象，采用變壓變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機(jī)效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機(jī)安全運(yùn)行，有時(shí)甚至還會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場(chǎng)合，無(wú)傳感器控制將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流、電壓等可測(cè)量的物理量，通過(guò)特定的觀測(cè)器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無(wú)位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機(jī)制，并對(duì)閉環(huán)控制策略進(jìn)行了研究。鑒于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制。本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機(jī)的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對(duì)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和令人滿(mǎn)意的性能。

標(biāo)簽： 滑模觀測(cè)器永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器控制

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶(hù)：lw852826
基于ARM和CAN的海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展使得微控制器集成度越來(lái)越高，計(jì)算速度越來(lái)越快，價(jià)格和功耗越來(lái)越低。近年來(lái)異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達(dá)幾百兆，很好的解決了困擾工程師們的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)、通訊和控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化、分布化的方向發(fā)展?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)既是一個(gè)開(kāi)放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。CAN總線(xiàn)即是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的一種，它主要應(yīng)用于各種設(shè)備檢測(cè)及控制，被公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。本文基于ARM微控制器AT91RM9200，開(kāi)發(fā)了一套帶有CAN總線(xiàn)接口的海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以?huà)旖佣鄠€(gè)CAN總線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)還具有以太網(wǎng)、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口，并且可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。CAN總線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，由傳感器、微處理器芯片(內(nèi)嵌CAN控制器)和CAN收發(fā)模塊組成，可以獨(dú)立完成某一項(xiàng)或多項(xiàng)氣象要素的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)與CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)交換。論文首先介紹了海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，接著介紹了傳感器節(jié)點(diǎn)的CAN總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)方案，然后詳細(xì)闡述了以AT91RM9200為核心的開(kāi)發(fā)平臺(tái)的硬件組成及實(shí)現(xiàn)，并以此硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，詳細(xì)的論述了嵌入式Linux開(kāi)發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺(tái)需要完成的工作，如U－BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)、以及應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。

標(biāo)簽： ARM CAN 海洋氣象測(cè)系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-05-20

上傳用戶(hù)：fandeshun
MDIO接口邏輯設(shè)計(jì)及其FPGA驗(yàn)證

隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片的規(guī)模越來(lái)越大，集成度越來(lái)越高，工作頻率越來(lái)越快，但是芯片的設(shè)計(jì)能力卻面臨巨大的挑戰(zhàn)。而IP核的重用則是解決當(dāng)今芯片設(shè)計(jì)所面臨問(wèn)題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網(wǎng)接口芯片中MAC層對(duì)PHY器件的控制管理接口。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及MAC應(yīng)用越來(lái)越廣泛，MDIO接口模塊的應(yīng)用也越來(lái)越多，因此將MDIO接口模塊設(shè)計(jì)成可重用的IP核對(duì)于以各種太網(wǎng)接口集成芯片的設(shè)計(jì)具有很重要的作用。本文詳細(xì)描述了MDIO接口模塊IP核的設(shè)計(jì)，介紹了該IP核的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及各個(gè)子模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)方法，對(duì)此IP核進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，最后進(jìn)行了FPGA測(cè)試，功能和性能達(dá)到了要求，最終通過(guò)了IP審核流程并且已成功應(yīng)用于企業(yè)的以太網(wǎng)接口芯片中。

標(biāo)簽： MDIO FPGA 接口邏輯設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-07-20

上傳用戶(hù)：nanfeicui
Turbo碼編譯碼以及其FPGA實(shí)現(xiàn)的研究

本文以Turbo碼譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，對(duì)Turbo碼的迭代譯碼算法及用硬件語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)其譯碼算法進(jìn)行了深入研究。本文首先在理論上對(duì)Turbo碼的編譯碼原理進(jìn)行了深入的研究，并用C語(yǔ)言對(duì)其MAP譯碼算法進(jìn)行了驗(yàn)證仿真，接著就Turbo碼MAP算法的衍生算法即LOG_MAP和MAX_LOG_MAP算法用C程序做了仿真和測(cè)試。隨后本文就一些對(duì)MAP譯碼性能起著重要影響的參數(shù)也用C程序做了仿真對(duì)比。最后，考慮到硬件實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化，MAX-Log-MAP算法成為了本文的硬件實(shí)現(xiàn)方案。本文采用了模塊化設(shè)計(jì)，在對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出了一些改進(jìn)的方案，對(duì)Turbo碼編碼器設(shè)計(jì)中的同步問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)分塊并行Turbo碼譯碼算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。在設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用了“自頂向下”和“自下而上”的設(shè)計(jì)方去，通過(guò)功能模塊分割，合理設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，并通過(guò)模塊之間的參數(shù)傳遞，使Turbo碼編譯碼器具有較好的靈活性。

標(biāo)簽： Turbo FPGA 編譯碼

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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基于FPGA的混沌加密芯片技術(shù)研究

利用混沌的對(duì)初值和參數(shù)敏感、偽隨機(jī)以及遍歷等特性設(shè)計(jì)的加密方案,相對(duì)傳統(tǒng)加密方案而言,表現(xiàn)出許多優(yōu)越性能,尤其在快速置亂和擴(kuò)散數(shù)據(jù)方面.目前,大多數(shù)混沌密碼傾向于軟件實(shí)現(xiàn),這些實(shí)現(xiàn)方案中數(shù)據(jù)串行處理且吞吐量有限,因而不適合硬件實(shí)現(xiàn).該論文分別介紹了適合FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)并行實(shí)現(xiàn)的序列密碼和分組密碼方案.序列密碼方案,對(duì)傳統(tǒng)LFSR(線(xiàn)性反饋移位寄存器)進(jìn)行改進(jìn),采用非線(xiàn)性的混沌方程代替LFSR中的線(xiàn)性反饋方程,進(jìn)而構(gòu)造出基于混沌偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的加密算法.分組密碼方案,從圖像置亂的快速性考慮,將兩維混沌映射擴(kuò)展到三維空間;同時(shí),引入另一種混沌映射對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)散操作,以有效地抵抗統(tǒng)計(jì)和差分攻擊.對(duì)于這兩種方案,文中給出了VHDL(硬件描述語(yǔ)言)編程、FPGA片內(nèi)功能模塊設(shè)計(jì)、加密效果以及硬件性能分析等.其中,序列密碼硬件實(shí)現(xiàn)方案,在不考慮通信延時(shí)的情況下,可以達(dá)到每秒61.622兆字節(jié)的加密速度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這兩種加密算法的FPGA實(shí)現(xiàn)方案是可行的,并且能夠得到較高的安全性和較快的加密速度.

標(biāo)簽： FPGA 混沌加密芯片技術(shù)研究

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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加密卡的研制與加密算法的FPGA實(shí)現(xiàn)

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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)的特點(diǎn)和性能,以及總線(xiàn)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

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