2000年10月2日,美國國家標準與技術研究所宣布采用Rijndael算法作為高級加密標準,并于2002年5月26日正式生效,AES算法將在今后很長一段時間內,在信息安全中扮演重要角色。因此,對AES算法實現的研究就成為了國內外的熱點,會在信息安全領域得到廣泛的應用。用FPGA實現AES算法具有快速、靈活、開發周期短等優點。 本論文就是針對AES加、解密算法在同一片FPGA中的優化實現問題,在深入分析了AES算法的整體結構、基本變換以及加、解密流程的基礎上,對AES算法的加、解密系統的FPGA優化設計進行了研究。主要內容為: 1.確定了實現方案以及關鍵技術,在比較了常用的結構后,采用了適合高速并行實現AES加、解密算法的結構——內外混合的流水線結構,并給出了總體的設計框圖。由于流水線結構不適用于反饋模式,為了達到較高的運算速度,該系統使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式; 2.對各個子模塊的設計分別予以詳細分析,結合算法本身和FPGA的特點,采用查表法優化處理了字節代換運算,列混合運算和密鑰擴展運算。同時,考慮到應用環境的不同,本設計支持數據分組為128比特,密鑰長度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的AES算法加、解密過程。完成了AES加、解密算法在同一片FPGA中實現的這個系統的優化設計; 3.利用QLJARTUSII開發工具進行代碼的編寫工作和綜合編譯工作,在 MODELSIM中進行仿真并給出仿真結果,給出了各個模塊和整個設計的仿真測試結果; 4.和其他類似的設計做了橫向對比,得出結論:本設計在保證了速度的基礎上實現了資源和速度的均衡,在性能上具有較大的優勢。
上傳時間: 2013-05-25
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最新的研究進展是OFDM的出現,并且在2000年出現了第一個采用此技術的無線標準(HYPERLAN-Ⅱ)。由于它與TDMA及CDMA相比能處理更高數據速率,因此可以預想在第四代系統中也將使用此技術。 寬帶應用和高速率數據傳輸是OFDM調制/多址技術通信系統的重要特征之一。作者通過參與國家863計劃項目“OFDM通信系統”一年以來的研發工作,對OFDM通信系統及相關技術有了深入的理解,積累了大量實際經驗,并在相關工作中取得了部分研究成果。 另一方面,關于寬帶自適應均衡技術的研究在近年來也引起了廣泛的關注。它是補償信道畸變的重要的技術之一。作者通過參與該項目FPGA部分的開發與調試工作,基于單片FPGA實現了均衡部分;此外,作者在頻域自適應均衡算法方面也取得了一些理論成果。 本文的主體部分就是根據上述工作的內容展開的。 首先介紹了本課題相關技術的發展情況,主要包括:OFDM系統的技術原理、技術優勢、歷史和現狀,均衡技術的特點和發展等。末尾敘述了本課題的來源和研究意義,并簡介了作者的主要工作和貢獻。確定將WSSUS分布和瑞利衰落作為本文研究的信道模型。主要分析了常用的時域均衡器,均是單載波非擴頻數字調制中常用到的均衡器和均衡算法,為接下來的進一步研究作理論參考。 接著,論述了均衡必須用到的信道估計技術。重點就該方案的核心算法(頻域均衡算法)進行了數學上進行了較深入的研究,建立系統模型,并據此推導了三種頻域均衡的算法:頻域消除HICI,Gauss-Seidel迭代算法,頻域線性內插。采用WSSUS信道模型進行了計算機仿真,得出了采用這些均衡算法在不同條件下的性能曲線。并且系統地、有重點地對該方案的原理和實質進行了較深入的討論。歸納比較了各種算法的算法復雜度和能達到的性能,并且結合信道糾錯編解碼進行了細致的分析。進一步嘗試設計了無線局域網OFDM系統的設計,采用典型的歐洲Hyperlan2系統為例,把研究成果引入到實際的整個系統中來看。結合具體的系統指出了該均衡算法在抗衰落和相位偏移方面的應用。 最后,描述了利用Xilinx的xc2v3000-4FG676型號芯片針對OFDM系統實現頻域自適應均衡的方法,主要給出了設計方法、時序仿真結果和處理速度估值等;并結合最新的FPGA發展動態和特點,對基于FPGA實現其他均衡算法的升級空間進行了討論。 本文的結束語中,對作者在本文中所作貢獻進行了總結,并指出了仍有待深入研究的幾個問題。
上傳時間: 2013-04-24
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在信道編碼的發展進程中,編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限,且譯碼復雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼,這種碼在接近香農極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率,它的出現在編碼界引起了廣泛的關注,并成為編碼研究領域最新的發展方向之一。但Turbo碼也有其缺點,由于交織器的存在,致使譯碼復雜度高,譯碼時延長且因為低碼重碼字,存在錯誤平臺現象。在Turbo碼的基礎上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘積碼,Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優點,又因為Turbo乘積碼的構造采用了線性分組碼,所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應用到各種通信場合,大有取代傳統的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理,闡述了涉及到的基礎知識;又據Turbo乘積碼目前的應用狀況,回顧了Turbo碼的發展歷史;其次,根據Turbo乘積碼的構造原理,探討了構造的方法,交織類型,子碼的選擇及子碼的性能;再次,研究了Turbo乘積碼的概率譯碼,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的譯碼算法;最后通過軟件仿真實現了該迭代譯碼算法,得到的結果達到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實現系統的設計方案。據實際工作中碰到的非標準信號,給出了整體模塊設計圖,及相應模塊的功能和模塊問連接的各種參數。并實現了模態下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據研究中碰到的各種問題,提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時間: 2013-07-02
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5月1日凌晨發布第一測試版 功能介紹: 1.生成中英文數字混合的字符串的字模數據. 2.可選擇字體,大小,并且可獨立調整文字的長和寬,生成任意形狀的字符。 3.各種旋轉,翻轉文字功能 4.任意調整輸出點陣大小,并任意調整字符在點陣中的位置。 5.字模數據輸出可自定義各種格式,系統預設了C語言和匯編語言兩種格式,并且可自己 定義出新的數據輸出格式;每行輸出數據個數可調。 6.支持四種取模方式:逐行(就是橫向逐行取點),逐列(縱向逐列取點),行列(先 橫向取第一行的8個點作為第一個字節,然后縱向取第二行的8個點作為第二個字節……), 列行(先縱向取第一列的前8個點作為第一個字節,然后橫向取第二列的前8個點作為第二個 字節……) 7.支持陰碼(亮點為1),陽碼(亮點為0)取模 8.支持縱向(第一位為低位)(,倒向第一位為高位)取模 9.輸出數制可選16進制或10進制 10.可生成索引文件,用于在生成的大量字庫中可快速檢索到需要的漢字 11.動態液晶面板彷真,可調節彷真面板象素點大小和顏色 12.圖形模式下可任意用鼠標作畫,左鍵畫圖,右鍵擦圖。 12.旋轉,翻轉,平移等字符模式下的功能也可用與對BMP圖象的處理 版本為pctolcd1.94 5月1日晚上發布第二測試版 更新如下: 1.增加鎖定點陣大小功能,例如可鎖定24X24點陣大小,然后調節獨立調節字點陣的大小 2.增加熱鍵功能,可用光標配合Ctrl,Shift對文字大小和位置修改 3.增加精簡輸出格式選項 4.把文字輸入框換成了文字輸入組合框,這樣就可以保存歷史紀錄。 5.輸出數據會自動清除以前的數據 6.可隱藏自定義格式,簡化操作 7.一些小的BUG修正。 版本為pctolcd2.03 5月3日凌晨發布第三測試版 更新如下: 1.增加了一些小東西,例如演示動畫一類的,我懶的一一寫了 2.改掉一些可惡的小BUG,例如點陣輸入框的自動完成。 3.增加大量文字處理和導入TXT文本文件功能,并且可以去除文本中的空白和重復字符, 可以對文本進行排序,適合于生成小字庫。我這里測試是3萬多字的TXT文件在2分鐘內轉成16X16點陣的字庫文件。 版本號為pctolcd2.53 由于本軟件側重于對字符的處理,所以在圖象方面功能較弱,請見晾。 5月8日發布正式版 正式版已經開始朝著液晶字庫生成軟件的方向進化了,我在后來的更新中把主要精力也放 在這部分,由于我目前還沒有發現有同類的軟件具備這個功能,也無法得到任何的參考,只能 自己摸索前進,所以如果還有不方便的地方請大家多提意見. 具體更新如下: 1.重寫大部分的內核代碼以配合漢字庫生成的功能,目前這個內核已經進行了反復的測試, 相信穩定性和速度較前一版本有了巨大的提高. 2.去掉那個比較愚蠢的熱鍵區了,因為用處不大 3.增加漢字庫生成功能,這是最重要的改進之處,下文將詳細介紹. 4.修正許多小BUG,使軟件更加成熟些. 5月12日發布完美版 這次發布的PCtoLCD2002完美版與前一版本相比沒有增加太多的功能,因為我覺得現有的這些功能已經足夠用于生成各種字模的需要了,所以完美版的主要工作是反復測試,精心去除各種BUG,以及調節一些細微之處,目的當然就是追求完美!不過世上不會有真正完美的東西,這個軟件也不例外,而且這個軟件從頭至尾全部是我一個人編寫完成,精力有限,難免會顧此失彼,如果大家發現了這個版本中存在的BUG,請及時告訴我。 更新說明: 1。界面采用新的字體,不會再有那種難看的黑色粗體字,比以前的要漂亮多了。 2。加入全面的提示幫助,盡量減少普通用戶的各種疑惑。 3。修正生成文件的擴展名的一些BUG,不會總是加上FON的擴展名了。 4。修正生成字模數據的一些格式BUG,現在生成的C51格式字模數據基本上可以直接粘貼到源程序中使用而不需要修改了 5。加入新的字模數據格式調整項,允許用戶更自由的定制自己需要的數據格式 6。最重要的更新:全面支持保存當前設置功能,用戶設置的字模格式,主窗口狀態和字庫生成窗口選項信息均可保存,下一次打開窗口時不用重新設置。 7。修正了新建圖象時會自動跳到圖形模式的BUG 8。增加輸出緊湊格式數據選項,可以生成不包含空白行的字模數據。 9。完善了每行數據顯示個數的功能,可以任意設置每行顯示的數據個數,并同時可以設置每行索引數據顯示個數。 10。修正了取模說明的一些錯誤,并改動了格式。 11。現在當用戶選擇10進制輸出時,會自動去掉生成字模數據前的“0x",或后面的“H”,選擇16進制時則會自動加上。 12。對各個窗體重新設計以全面適應最大化的需要,如果您覺得當前窗口不夠大,可以最大化使用。 13。增加生成英文點陣字庫功能,可自動生成ASCII碼從0-127的任意點陣字庫,使用方法同生成國標點陣字庫功能。 14。再次優化代碼,去掉各種調試信息,使程序速度再快一些。 15。還有許多細微的調整我記不清了…… 需要注意的地方: 在測試的過程中我發現了一個問題:在WIN98或WINME下當用戶直接生成特大點陣的字模時(例如320*320,1024*768的漢字字模),此時由于數據量非常龐大,而WIN98/WINME會有64K的數據容量限制,所以在主窗口中是無法得到全部的字模數據的,這時您需要使用字庫生成功能,通過形成一個數據文件才能得到完整的字模數據。 我認為到現在這個軟件功能已經很完善了,但可能使用上有點不方便,如果你有什么不明白 的地方,可以發帖子或發MAIL詢問
上傳時間: 2013-07-26
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生化分析儀是醫療機構進行臨床診斷所必須的儀器之一。它通過對血液等人體體液的分析來測定諸如葡萄糖、膽固醇等生化指標,這些常規生化指標可以幫助醫生診斷疾病。生化分析儀在臨床診斷和化學檢驗中具有重要作用。 目前的半自動生化分析儀多以8位單片機為中央處理器,限制了儀器的性能。本文將嵌入式技術應用于生化分析儀的研制當中,選用了32位的ARM9處理器$3C2410A,嵌入Linux操作系統,搭建ARM+Linux的平臺,設計了智能型半自動生化分析儀。 本文介紹了生化分析儀的原理——朗伯.比爾定律及其核心部件——光電比色計。對半自動生化分析儀的整體架構進行了說明。 半自動生化分析儀硬件結構上由電源、時鐘、復位電路,存儲器系統,液路控制系統,光路控制系統,恒溫控制系統(包括溫度測量和溫度控制),數據采集系統,人機交互系統(包括鍵盤、觸摸屏、液晶顯示器LCD和微型打印機)和其他一些接口等組成,對于這些外圍硬件模塊本文給出了詳細設計。 在半自動生化分析儀軟件設計方面,本文詳細介紹了交叉編譯調試環境的建立,引導裝載程序U-Boot的移植,Linux內核的裁減與移植,設備驅動程序的設計,文件系統的建立與移植,應用程序的編寫與移植。 本生化分析儀的功能包括MiniGUI圖形用戶界面、運動控制、溫度控制、數據處理、打印功能及SQLite數據庫管理等。該新型半自動生化分析儀使用方便,性價比高,適用于國內的中小型醫療機構。
上傳時間: 2013-04-24
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近幾年來,旅游業在國內迅速發展,已成為規模最大的產業之一,在拉動內需,刺激消費,發展經濟,推動城市化進程中正發揮著極其重要的作用。然而旅游服務和旅游咨詢跟不上社會的發展需求,游客在旅途中存在各種不便。把嵌入式技術和嵌入式GIS技術結合的電子導游系統,能給游客提供各種旅途服務,方便游客出門旅游。 本文依托浙江省科技計劃重點項目開展研究,在開源軟件基礎上開發電子導游系統,以有效降低產品價格,適應社會需要。以廣州斯道S3C2410 ARM開發板為底層硬件,采用Linux嵌入操作系統為軟件平臺,利用QT/Embedded GUI為圖形界面,對MapInfo文件格式進行轉換,使之適應嵌入式系統。通過C/C++編程開發嵌入式GIS模塊和電子導游應用軟件模塊;把硬件、軟件相結合,使電子地圖顯示在觸摸屏上;最終實現了景點查詢和介紹、景區路徑規劃、距離測量、GIS操作等功能。 本文的主要研究工作有:第一在ARM S3C2410開發板上移植Linux內核及驅動程序。第二在自由軟件Linux平臺下研究和開發嵌入式GIS模塊。第三在QT/Embedded GUI圖形界面下開發電子導游應用軟件。第四研究和設計基于模擬退火算法的景區路徑規劃算法。 最后,將本文的研究成果在西湖景區電子導游原型系統中實現,并取得良好效果。
上傳時間: 2013-08-02
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語音編碼技術始終是語音研究的熱點。語音編碼作為多媒體通信中信息傳輸的一個重要環節,越來越受到廣泛的重視。G729是由美國、法國、日本和加拿大的幾家著名國際電信實體聯合開發的,國際電信聯盟(ITU-T)于1995年11月正式通過了G729。96年ITU-T又制定了G729的簡化方案G729A,主要降低了計算的復雜度以便于實時實現。因其具有良好的合成語音質量、適中的復雜度、較低的時延等優點,G729A標準已被廣泛應用在VOIP網關、IP電話中。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數字信號處理領域的優勢,對G729A語音編碼中的線性預測(LP)濾波器系數提取的FPGA(現場可編程門陣列,Field Programmable Gate Array)實現進行了深入研究。論文首先對語音信號處理及其發展進行介紹,深入討論了G729A語音編解碼技術。第二,對Altera公司的Stratix系列可編程器件的內部結構進行了研究,分析了在QuartusII開發平臺上進行FPGA設計的流程。第三,基于FPGA,對G729A編碼系統的LP分析部分做了具體設計,其中包括自相關函數和杜賓(Durbin)遞推兩個主要功能模塊,并對其工作過程進行了詳細的分析。第四,針對系統所使用的除法運算都是商小于1的特點,設計并實現了一個系統專用的除法器模塊。最后,在Altera FPGA目標芯片EP1S30F780C7上,對LP分析系統進行了驗證,證明了方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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汽車儀表是駕駛員與汽車進行交流的重要窗口,也是汽車高新技術的重要部分。傳統汽車儀表多使用指針型顯示器件為主,如步進電機、十字線圈,輔以液晶顯示,顯示的信息量相對較少,且結構復雜。一方面隨著汽車電子化程度的不斷提高,進行技術創新,研制開發新一代汽車儀表產品;另一方面,由于能源和環保問題,汽車也將從內燃機汽車發展到包括純電動汽車(BEF)、混合電動汽車(HEV)以及燃料電池汽車(FCV)的新能源汽車時代,因此結合新能源汽車信息量多、電子化程度高的特點,開發新一代汽車智能儀表具有重要的現實和長遠意義。 本文正是在這樣的背景下,以同濟大學汽車學院自主研發的ROVER燃料電池轎車為研究對象,進行了汽車智能儀表的一些功能研究與開發。所做的主要工作有: (1)根據要實現的功能確定所需的硬件資源,選擇合適的嵌入式硬件系統。 (2)嵌入式操作系統的選擇和二次開發。在選擇操作系統時要考慮到系統的硬件可移植性、實時性、對內存的需求以及提供哪些開發工具等。 (3)應用軟件的開發。主要是儀表界面設計,包括數字圖形顯示,動畫顯示,數據庫開發等。 (4)基于無線數據傳輸模塊下的GPRS無線通訊實驗。包括客戶端和服務器端系統配置,動態域名解析等。 該儀表已應用于ROVER燃料電池轎車,實踐表明,在嵌入式平臺上顯示車載信息,同傳統儀表相比具有較大的優勢。可滿足小型化、輕量化的要求;造型美觀,可動畫顯示、可讀性、可視性強;可實現一表多用。從軟件方面來講,引入了操作系統的概念,增強了代碼的可讀性、可維護性、可擴展性以及靈活性;信息顯示自由度高,顯示界面人性化,可定制;即使更換硬件平臺,也只需對操作系統和底層驅動程序進行少量的移植工作,而無需修改與硬件無關的應用代碼。
上傳時間: 2013-04-24
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LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡)需要對焦而上的4 000個光纖定位單元進行精確定位,一個光纖定位單元需要兩個步進電機來驅動,即需要對8 000個電機進行驅動控制。如何對這8 000個電機進行有效的控制,是本文主要的研究內容。 本義引入EDA(Electronic Design Automation),技術,以FPGA和CAN總線為硬件載體來進行設計。FPGA相比較于DSP,單片機而言,具有10管腳多,資源豐富,使用靈活等優點,可以存片內集成多個電機的摔制,這樣對于提高系統的集成度,節約成本無疑有著很大的幫助。 在電機的控制當中,其失步和過沖會直接影響到系統的精度,所以需要對電機脈沖頻率加以控制,對于在平穩狀態下能正常工作的電機,失步往往發生在啟動停止等脈沖頻率突然發生改變的時刻。具體實現方法是通過實驗找出一條理想的加減速曲線,再將曲線離散化,并把離散化后的加減速分頻系數存儲在FPGA片內ROM里而,當電機運行到對應的步數時,取出分頻系數來獲取對應的運行頻率。 在LAMOST觀測中,光纖定位單元的零位是個很重要的基準,在每次觀測之前,電機都要回零,理論上電氣零位和機械零位在同一點上,如果電氣檢測到達零位則認為已經到達機械零位位置。但是實際中由于裝配等一些原因,可能會出現零位短路和零位斷路的情況。零位斷路是指電機處于機械零位,但是電氣不能檢測到;零位短路是指電機不在機械零位,但是電氣已經檢測到處于零位。這兩種情況會造成越界和機械零位一直被擠壓的后果,有可能會損壞光纖定位單元,為了防止這些情況出現,軟件程序中加入了計數器,從而從有效地保護了光纖定位單元,同時將這些狀況向上反饋,以便維護和檢修。 在本文完成之時,能夠控制驅動336個光纖定位單元的小系統已經在北京天文臺興隆觀測站實際投入運行,并于2007年5月28日獲得首條光譜,取得了不錯的效果。
上傳時間: 2013-04-24
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以AT89C52 單片機為核心,直接利用P0 口進行了鍵盤擴展,利用高靈敏度的壓力傳感器進行信號提取,利用高速、高靈敏度串行A/D 芯片CS5511,配有液晶圖形屏顯示和微型漢字打印機。具有標定、校零
上傳時間: 2013-07-28
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