在鋼鐵制造工業(yè)中，高溫熔化狀態(tài)鋼水中的鋼渣檢測(cè)問(wèn)題是一直以來(lái)未能很好解決的難題，鋼渣是鋼鐵冶煉過(guò)程中的副產(chǎn)品，鋼渣本身會(huì)直接降低鑄坯質(zhì)量進(jìn)而影響生產(chǎn)出的鋼材質(zhì)量，另外鋼渣也會(huì)破壞鋼鐵連鑄生產(chǎn)連續(xù)性給鋼廠效益帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。因此連鑄過(guò)程中鋼渣檢測(cè)是一個(gè)具有較大生產(chǎn)實(shí)際意義的研究課題。 本文以鋼包到中間包敞開(kāi)式澆注過(guò)程中，保護(hù)澆注后期移除長(zhǎng)水口后澆注過(guò)程中的鋼水下渣檢測(cè)為研究對(duì)象。在調(diào)研了國(guó)內(nèi)外下渣檢測(cè)技術(shù)與下渣檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用情況后，提出了一套將嵌入式技術(shù)與紅外熱像檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的鋼水下渣檢測(cè)系統(tǒng)的解決方案，并搭建了系統(tǒng)的原型：硬件系統(tǒng)平臺(tái)以紅外熱像探測(cè)器為系統(tǒng)的傳感器，以ARM7嵌入式微處理器與DSP數(shù)字信號(hào)處理器為系統(tǒng)運(yùn)算處理核心；軟件系統(tǒng)平臺(tái)包含基于在ARM7上移植的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)建的嵌入式應(yīng)用程序，以及基于DSP各類支持庫(kù)的嵌入式應(yīng)用程序。該下渣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案具有非接觸式檢測(cè)、低成本、系統(tǒng)自成一體、直觀顯示鋼水注液狀態(tài)、量化鋼渣含量等特點(diǎn)，能夠協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)工作人員檢測(cè)和判斷下渣，有效減少連鑄過(guò)程中鋼包到中間包的下渣量。 本文首先，介紹了課題研究的背景，明確了研究對(duì)象，分析了連鑄過(guò)程中的鋼水下渣問(wèn)題，調(diào)研了現(xiàn)有的連鑄過(guò)程中鋼包到中間包的鋼水下
上傳時(shí)間： 2013-05-25
上傳用戶：斷點(diǎn)PPpp
隨著對(duì)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(zhǎng),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(kāi)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(kāi)發(fā)的過(guò)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(wèn)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(yǔ)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(shì),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(kāi)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(duì)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(cè)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(guò)程中的調(diào)試開(kāi)發(fā)過(guò)程,整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、測(cè)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(mèng)雨軒膂
該項(xiàng)目完成的是DVB-T發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中OFDM調(diào)制部分的FPGA設(shè)計(jì).DVB-T是ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))提出的數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),在業(yè)界影響很廣.整個(gè)DVB-T發(fā)射機(jī)系統(tǒng)包括RS編碼,內(nèi)交織,卷積編碼,外交織,星座映射,IFFT變換等主要部分.該項(xiàng)目組負(fù)責(zé)以FPGA為主體的硬件平臺(tái)的搭建及編碼,調(diào)制部分的FPGA軟件設(shè)計(jì),作者完成了2k模式下IFFT變換的軟件設(shè)計(jì).該文首先介紹了OFDM及DVB-T相關(guān)原理,然后比較分析了各種FFT算法及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度,最后采取了一種Radix2
標(biāo)簽： DVBT OFDM FPGA 發(fā)射機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-05-17
上傳用戶：gundamwzc
加密算法一直在信息安全領(lǐng)域起著極其重要的作用,它直接影響著國(guó)家的安全和發(fā)展.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,原有的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)已不能滿足人們的保密要求.在未來(lái)的20年內(nèi),高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn).在不對(duì)原有應(yīng)用系統(tǒng)作大的改動(dòng)的情況下,3-DES算法有了很大的生存空間.該文介紹了DES和3-DES算法的概要,給出了一種電路實(shí)現(xiàn)模型,并基于XILINX公司的FPGA器件設(shè)計(jì)了IP核,介紹了I P核設(shè)計(jì)中主要模塊的設(shè)計(jì)方法.最后對(duì)該IP核進(jìn)行了分析,給出它的性能參數(shù).該課題系統(tǒng)地論述了基3-DES算法的密碼IP核設(shè)計(jì)全過(guò)程.文章首先闡述了該設(shè)計(jì)的課題背景,給出了使用VHDL方法設(shè)計(jì)密碼電路的特點(diǎn)和研究思路和特點(diǎn),然后對(duì)IP核的設(shè)計(jì)環(huán)境和密碼算法進(jìn)行了介紹.在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了3-DES算法的密碼芯片設(shè)計(jì)方法和各個(gè)電路模塊實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖,包括算法電路、譯碼電路、接口電路和控制模塊電路等.通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的介紹,闡明了使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)專用集成電路的原理和特點(diǎn).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：萌萌噠小森森
該文進(jìn)行的設(shè)計(jì)作為數(shù)控系統(tǒng)大課題中的一個(gè)子課題,主要研究利用PCI總線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍IO的操作,硬件上包括設(shè)計(jì)一塊PCI接口卡并測(cè)試通過(guò),軟件上實(shí)現(xiàn)了PCI接口卡在Linux下的驅(qū)動(dòng)和用軟PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍IO的操作.該文在比較幾種微機(jī)總線的基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI總線進(jìn)行設(shè)計(jì).隨著可編程邏輯器件的發(fā)展,為在一片PLD芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制提供了條件.該文在綜合比較開(kāi)發(fā)PCI卡的幾種方法的基礎(chǔ)上,選擇了使用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)PCI接口卡設(shè)計(jì).用VHDL語(yǔ)言對(duì)FPGA編程,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),用狀態(tài)機(jī)來(lái)控制PCI邏輯的時(shí)序.設(shè)計(jì)首先在EDA軟件上仿真通過(guò)后,制作成PCI板卡并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試通過(guò).為方便所設(shè)計(jì)的PCI卡在數(shù)控系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中應(yīng)用,該文設(shè)計(jì)了PCI卡在Linux下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,主要包括設(shè)備的注冊(cè)與注銷、與Linux內(nèi)核的接口、相關(guān)的入口函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序的編碼、編譯、加載與卸載等,并編寫(xiě)了相應(yīng)的測(cè)試代碼,在Linux環(huán)境下調(diào)試通過(guò).為了解決數(shù)控系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用問(wèn)題,該文還設(shè)計(jì)了PCI卡在軟PLC中的應(yīng)用.采用的軟PLC軟件是Linux下的MatPLC軟件.在詳細(xì)討論MatPLC工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入模塊、一個(gè)輸出模塊和一個(gè)MatPLC配置文件.輸入模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序從PCI卡中讀取數(shù)據(jù),傳送到MatPLC內(nèi)核的全局變量中,輸出模塊從內(nèi)核全局變量讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯運(yùn)算,再輸出到PCI卡.將他們編譯通過(guò),并進(jìn)行測(cè)試,最終實(shí)現(xiàn)軟PLC對(duì)外圍IO端口的讀寫(xiě).該論文受到廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目[2002A1040402]、廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目[2003C101002]、廣州市重大科技攻關(guān)計(jì)劃[2002Z1-D0051]的資助.
標(biāo)簽： FPGA PCI 接口設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-18
上傳用戶：szchen2006
大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD和FPGA是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的兩類可編程專用集成電路(ASIC),電子設(shè)計(jì)工程師用它可以在辦公室或?qū)嶒?yàn)室里設(shè)計(jì)出所需的專用集成電路,從而大大縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間,降低了開(kāi)發(fā)成本.此外,可編程邏輯器件還具有靜態(tài)可重復(fù)編程和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的特性,使得硬件的功能可以象軟件一樣通過(guò)編程來(lái)修改,這樣就極大地提高了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和通用性.該設(shè)計(jì)完成了在一片可編程邏輯器件上開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù),將單片機(jī)與單片機(jī)外圍電路集成化,能夠輸入指令、執(zhí)行指令、輸出結(jié)果,具有在電子系統(tǒng)中應(yīng)用的普遍意義,另外,也可以用于計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)試驗(yàn).該文第一章簡(jiǎn)要介紹了可編程ASIC和EDA技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀、未來(lái)并對(duì)本課題作了簡(jiǎn)要陳述.第二章在芯片設(shè)計(jì)的兩種輸入法即原理圖輸入法和HDL輸入法之間做出比較,決定選用HDL輸入法.第三章描述了具體的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)手段,首先將簡(jiǎn)易計(jì)算機(jī)劃分為運(yùn)算器、CPU控制器、存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)接口和顯示接口以及系統(tǒng)控制器,然后再往下分為下層子模塊.輸入法的語(yǔ)言使用的是Verilog HDL,鑒于篇幅所限,源代碼部分不在論文之中.第四章對(duì)設(shè)計(jì)的綜合與實(shí)現(xiàn)做了總結(jié),給出了時(shí)序仿真波形圖.該文針對(duì)FPGA和RISC這兩大課題,對(duì)RISC在FPGA上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了初淺的探索與嘗試.從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)入手,剖析了精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)的原理,通過(guò)該設(shè)計(jì)的實(shí)踐對(duì)ASIC和EDA的設(shè)計(jì)潛力有了更進(jìn)一步的領(lǐng)悟.
標(biāo)簽： FPGA 指令集 計(jì)算機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-05-21
上傳用戶：hewenzhi
隨著計(jì)算機(jī)和集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展,基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流.現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)作為一種可編程專用集成電路(ASIC)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域.一般來(lái)講,FPGA多用于高速通信和高速信號(hào)處理領(lǐng)域,以發(fā)揮其處理速度快的特點(diǎn),本文將其應(yīng)用于一低速低功耗系統(tǒng)——某水下遠(yuǎn)程遙控接收系統(tǒng),主要用其在頻域來(lái)實(shí)現(xiàn)水下遠(yuǎn)程遙控的解碼,取得了令人滿意的效果.該文主要做了以下幾方面的工作.首先,深入研究和分析了在頻域?qū)崿F(xiàn)水下遠(yuǎn)程遙控解碼的原理并進(jìn)行了遙控指令編碼設(shè)計(jì);其次,用ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片完成了水下遠(yuǎn)程遙控FPGA解碼芯片的設(shè)計(jì)工作,包括硬件描述語(yǔ)言(VHDL)編碼、電路前后仿真、綜合和布局布線工作,并對(duì)設(shè)計(jì)的FPGA解碼芯片進(jìn)行了初步的功耗估算:最后設(shè)計(jì)制作了一塊FPGA解碼芯片電路驗(yàn)證測(cè)試板,并完成了電路調(diào)試和測(cè)試.實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,用FPGA實(shí)現(xiàn)水下遠(yuǎn)程遙控解碼電路的方案是可行的,可以有效地縮小系統(tǒng)體積、提高系統(tǒng)可靠性,在保證系統(tǒng)性能情況下做到更低的功耗,還可以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)配置和編程,使得系統(tǒng)的調(diào)試、升級(jí)和維護(hù)更加靈活方便.
標(biāo)簽： FPGA 遠(yuǎn)程遙控 解碼電路
上傳時(shí)間： 2013-06-03
上傳用戶：zoushuiqi
隨著無(wú)線通信的應(yīng)用日益廣泛，無(wú)線通信系統(tǒng)的種類也越來(lái)越繁雜，但是由于不同通信系統(tǒng)的工作頻段、調(diào)制方式、通信協(xié)議等原理結(jié)構(gòu)上存在差異而極大限制了不同系統(tǒng)之間的互通。軟件無(wú)線電擺脫了硬件體系結(jié)構(gòu)的束縛，成為解決不同通信體制之間互操作問(wèn)題和開(kāi)展多種通信業(yè)務(wù)的最佳途徑，具有巨大的商業(yè)和軍事價(jià)值，被喻為無(wú)線電通信領(lǐng)域一次新的技術(shù)革命。 本文首先回顧了軟件無(wú)線電的提出和發(fā)展現(xiàn)狀，然后論述了軟件無(wú)線電的基本理論和數(shù)學(xué)模型。在此理論和模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了軟件無(wú)線電接收機(jī)的硬件平臺(tái)。該平臺(tái)包括射頻部分、中頻處理部分和基帶處理部分。射頻部分由天線和無(wú)線接收機(jī)組成；中頻部分先將接收機(jī)輸出的模擬信號(hào)數(shù)字化，然后再通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)下變頻；基帶部分主要由DSP和嵌入式系統(tǒng)組成，完成解調(diào)、同步等處理并可以進(jìn)行一些其他的應(yīng)用。其中的嵌入式系統(tǒng)的主處理器是基于ARM7-TDMI內(nèi)核的LPC2200芯片，為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的方便在此芯片上移植了uC/OS-Ⅱ嵌入式時(shí)實(shí)內(nèi)核。 軟件無(wú)線電接收機(jī)是一個(gè)很龐大的體系，其中的數(shù)字下變頻器DDC是一個(gè)非常關(guān)鍵的組成部分，在這部分中可方便的對(duì)接收頻段、濾波器特性等進(jìn)行編程控制，極大的提高了通信設(shè)備的性能和靈活性，因此本文的重點(diǎn)在于數(shù)字下變頻器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)下變頻的方法有很多種，由于FPGA在速度和靈活性上的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，因此主要采用了居于領(lǐng)導(dǎo)地位的XILINX公司的SPATAN-Ⅱ芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻的功能。
標(biāo)簽： FPGA 無(wú)線接收機(jī) 下變頻
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：mfhe2005
該文利用FPGA技術(shù),設(shè)計(jì)了全概率寬帶數(shù)字接收機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在其上提出了數(shù)字接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的可行性方法,以及對(duì)這些方法的驗(yàn)證.該文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新有以下幾個(gè)方面.提出了并行結(jié)構(gòu)算法的工程實(shí)現(xiàn),討論了解決前端采樣的高速數(shù)據(jù)流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)后端DSP處理能力問(wèn)題的可行性方法.利用多相濾波下變頻的并行結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使濾波器能夠以高效的形式實(shí)現(xiàn),也使得后端的混頻能夠工作在一個(gè)較低的速率上.經(jīng)過(guò)多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)量上都有大幅減少,達(dá)到了現(xiàn)有通用DSP器件的處理能力的要求.針對(duì)多相濾波下變頻與短數(shù)據(jù)快速測(cè)頻算法的特點(diǎn),用FPGA搭建了其實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?并利用微機(jī)EPP接口,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)板進(jìn)行控制并與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活對(duì)各種實(shí)現(xiàn)方法加以驗(yàn)證、比較.同時(shí)也給調(diào)試帶來(lái)了方便,可以每個(gè)模塊單獨(dú)調(diào)試而不用改變硬件結(jié)構(gòu),使調(diào)試效率大大提高.該平臺(tái)也可用來(lái)對(duì)其他數(shù)字處理算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)性分析與實(shí)驗(yàn).參考軟件無(wú)線電設(shè)計(jì)的概念和國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),提出了多項(xiàng)濾波下變頻結(jié)構(gòu)的FPGA實(shí)現(xiàn).傳統(tǒng)的DDC通過(guò)數(shù)字混頻、濾波、抽取實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻,在高速A/D和電子偵察環(huán)境條件下商用DDC不能使用.該文采用濾波器多相分解方法,按數(shù)字混頻序列劃分調(diào)諧信道,使用先抽取,后低通濾波,再混頻的數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),高效實(shí)現(xiàn)了變載頻帶通信號(hào)數(shù)字下變頻.結(jié)合多相濾波下變頻結(jié)構(gòu)、算法對(duì)測(cè)頻精度及速度的要求,提出了短數(shù)據(jù)快速測(cè)頻算法的具體實(shí)現(xiàn),使用流水線的設(shè)計(jì)方法,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率,在盡可能短的時(shí)間內(nèi)提供多相濾波下變頻所需的載頻位置信息.以上兩部分的FPGA實(shí)現(xiàn)除了純粹的算法模塊外,還包括測(cè)試用的外圍模塊,以及運(yùn)行于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的控制模塊、緩存、數(shù)據(jù)控制等.這些模塊也用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn).
標(biāo)簽： FPGA 寬帶 實(shí)驗(yàn) 射頻
上傳時(shí)間： 2013-06-22
上傳用戶：haoxiyizhong
信息技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)信息的安全提出了更高的要求.在應(yīng)用公鑰密碼體制的時(shí)候,對(duì)密鑰長(zhǎng)度要求越來(lái)越大,處理的速度要求越來(lái)越快.而基于橢圓曲線離散對(duì)數(shù)問(wèn)題的橢圓曲線密碼體制,因其每比特最大的安全性,受到了越來(lái)越廣泛的注意.橢圓曲線密碼體制(ECC:Elliptic Curve Cryptosystem)的快速實(shí)現(xiàn)也成為一個(gè)關(guān)注的方面.該文按照確定有限域、選取曲線參數(shù)、劃分結(jié)構(gòu)模塊、優(yōu)化模塊算法、實(shí)現(xiàn)模塊設(shè)計(jì),驗(yàn)證模塊功能的順序進(jìn)行書(shū)寫(xiě).為了硬件實(shí)現(xiàn)上的方便,設(shè)計(jì)選擇了含有Ⅱ型優(yōu)化正規(guī)基的伽略域GF(2191),并在該域上構(gòu)造了隨機(jī)的橢圓曲線.根據(jù)層次化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思路,將橢圓曲線上的標(biāo)量乘法運(yùn)算劃分成兩個(gè)運(yùn)算層次:橢圓曲線上的運(yùn)算和有限域上的運(yùn)算.模塊劃分之后,利用自底向上的設(shè)計(jì)思路,主要針對(duì)有限域上的乘法運(yùn)算進(jìn)行了重要的改進(jìn),并對(duì)加法群中的標(biāo)量乘運(yùn)算的算法進(jìn)行了分析、證明,以達(dá)到面積優(yōu)化和快速執(zhí)行的效果.具體設(shè)計(jì)中,采用硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL,在Mentor Graphics公司出品的FPGA Advantage平臺(tái)上進(jìn)行電路設(shè)計(jì).完成了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)輸入和仿真.設(shè)計(jì)選用了Altera公司的APEX Ⅱ系列器件,利用第一方軟件Quartus Ⅱ 2.2進(jìn)行綜合、布局、布線和時(shí)序仿真.文中給出了橢圓曲線上的點(diǎn)加、倍點(diǎn)和標(biāo)量乘法模塊的具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖.并且根據(jù)橢圓曲線的標(biāo)量乘特點(diǎn),提出了合適的驗(yàn)證方案.該設(shè)計(jì)完成了橢圓曲線上的標(biāo)量乘法運(yùn)算.設(shè)計(jì)主要針對(duì)資源受限的應(yīng)用環(huán)境:改進(jìn)了有限域上的乘法運(yùn)算、使用了沒(méi)有預(yù)處理的標(biāo)量乘算法.改進(jìn)后的橢圓曲線標(biāo)量乘法需要2,741,998個(gè)邏輯單元,在100MHz的時(shí)鐘約束下,運(yùn)行一次標(biāo)量乘法運(yùn)算需要567.69us.該次設(shè)計(jì)的結(jié)果可以直接用來(lái)構(gòu)造橢圓曲線上的簽名、驗(yàn)證、密鑰交換等算法.
標(biāo)簽： FPGA 橢圓曲線 密碼體制 乘法運(yùn)算
上傳時(shí)間： 2013-05-24
上傳用戶：zhuo0008
蟲(chóng)蟲(chóng)下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號(hào)-1
