隨著對高處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信、實(shí)時(shí)多任務(wù),超低功耗這些需求的增長,傳統(tǒng)8位處理器已經(jīng)不能滿足新產(chǎn)品的要求了,高端嵌入式處理器已經(jīng)得到了普遍的重視和應(yīng)用.ARM是目前嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的RISC微處理器結(jié)構(gòu),該文研究了基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā),介紹了利用一款A(yù)RM微處理器和FPGA設(shè)計(jì)的四路E1中繼板卡的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理,并在這個(gè)硬件平臺(tái)上進(jìn)行軟件開發(fā)的過程.該四路E1收發(fā)器能夠提供四條E1鏈路,把帶寬從2Mbps提高到8Mbps,能夠同時(shí)負(fù)載120個(gè)用戶的通信,解決了數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)中卡槽數(shù)目限制的問題.目前,建立在G. 703基礎(chǔ)上的El接口在分組網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、GSM移動(dòng)基站及軍事通信中得到廣泛的應(yīng)用,傳送語音信號(hào)、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù).文中首先分析了當(dāng)前數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,隨著網(wǎng)絡(luò)通信的用戶數(shù)目及信息量的猛增,拓寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ朗且豁?xiàng)研究熱點(diǎn),這是開發(fā)四路E1收發(fā)器的一個(gè)目的.接著敘述了數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,即四路E1收發(fā)器的應(yīng)用環(huán)境,著重介紹了四路E1板卡在整個(gè)系統(tǒng)中所扮演的角色和嵌入式處理器ARM的體系結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),鑒于數(shù)據(jù)傳輸中對時(shí)鐘的要求比較嚴(yán)格,該文還介紹了FPGA技術(shù),應(yīng)用它主要是為系統(tǒng)提供各個(gè)精確的時(shí)鐘.然后,在分析了四路E1收發(fā)器的工作原理和比較了各類處理器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了四路E1收發(fā)器的硬件設(shè)計(jì),分別介紹了時(shí)鐘模塊、系統(tǒng)接口電路、存儲(chǔ)系統(tǒng)模塊、四通道E1合成器模塊、CPU模塊以及時(shí)隙交換模塊.接著,在研究分析了G.703和G.704等通信協(xié)議后,再根據(jù)系統(tǒng)要求提出了四路E1收發(fā)器的軟件設(shè)計(jì).先介紹了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTXC,詳細(xì)闡述了ARM處理器啟動(dòng)代碼程序的設(shè)計(jì),然后給出了在此操作系統(tǒng)下軟件設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu),分四個(gè)任務(wù)分別闡述此軟件功能,其中詳細(xì)介紹了信令處理模塊、接口中斷處理模塊、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測模塊和RC消息LC消息處理模塊.最后介紹了軟件和硬件的調(diào)試方法以及設(shè)計(jì)過程中的調(diào)試開發(fā)過程,整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、測驗(yàn)已達(dá)到了預(yù)期的效果,現(xiàn)正投入使用中.
標(biāo)簽：
FPGA
ARM
處理器
中的應(yīng)用
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：夢雨軒膂
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,對安全性的需要變得越來越重要.然而,盡管網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步很快,安全性問題仍然相對落后.由于FPGA所提供的設(shè)計(jì)優(yōu)勢,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)靈活性和功能升級的關(guān)鍵,對于容錯(cuò)、IPSec協(xié)議和系統(tǒng)接口問題而言這兩點(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,并重點(diǎn)說明了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,我們在硬件選型的時(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),速度也非常快,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)對這些器件特性做相應(yīng)說明.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：qazwsc
