随着计算机技术、半导体技术、微电子技术技术的不断融合,嵌入式系统的应用得到了迅猛发展。本文以嵌入式系统开发为背景,研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系统及其在加密解密模块中的应用。 本文在介绍了嵌入式系统和硬件实现Rijndael算法的研究现状之后,简要概述了Rijndael加密算法的结构、轮变换、密钥扩展和该加密模块选用Rijndael算法的原因以及ARM系列微处理器选型和S3C44BOX芯片体系结构、开发板平台的选择和板上主体硬件电路等相关内容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根据嵌入式系统的一般要求,本文设计了一个基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模块。该加密模块采用了32位高性能ARM微处理器S3C44BOX为硬件核心,并以嵌入式实时操作系统μC/OS-II为软件平台,在ARM ADS1.2环境下进行系统软件开发。该加密模块充分地利用了ARM微处理器性能高、功耗低和成本低的优势以及发挥了μC/OS-II可移植性好、稳定性和可靠性高的优点。 本文重点论述了嵌入式加密模块BootLoader文件的装载、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微处理器的μC/OS-II移植及应用软件部分中任务和模块的流程设计。在该加密模块应用软件设计部分中,对各个任务的创建、定义、优先级设置和事件的定义、对文件的操作进行了设计,并且按照系统软件设计的流程描述了模块所有任务和部分子模块的功能。
上传时间: 2013-05-24
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2000年10月2日,美国国家标准与技术研究所宣布采用Rijndael算法作为高级加密标准,并于2002年5月26日正式生效,AES算法将在今后很长一段时间内,在信息安全中扮演重要角色。因此,对AES算法实现的研究就成为了国内外的热点,会在信息安全领域得到广泛的应用。用FPGA实现AES算法具有快速、灵活、开发周期短等优点。 本论文就是针对AES加、解密算法在同一片FPGA中的优化实现问题,在深入分析了AES算法的整体结构、基本变换以及加、解密流程的基础上,对AES算法的加、解密系统的FPGA优化设计进行了研究。主要内容为: 1.确定了实现方案以及关键技术,在比较了常用的结构后,采用了适合高速并行实现AES加、解密算法的结构——内外混合的流水线结构,并给出了总体的设计框图。由于流水线结构不适用于反馈模式,为了达到较高的运算速度,该系统使用的是电码本模式(ECB)的工作方式; 2.对各个子模块的设计分别予以详细分析,结合算法本身和FPGA的特点,采用查表法优化处理了字节代换运算,列混合运算和密钥扩展运算。同时,考虑到应用环境的不同,本设计支持数据分组为128比特,密钥长度为128比特、192比特以及256比特三种模式下的AES算法加、解密过程。完成了AES加、解密算法在同一片FPGA中实现的这个系统的优化设计; 3.利用QLJARTUSII开发工具进行代码的编写工作和综合编译工作,在 MODELSIM中进行仿真并给出仿真结果,给出了各个模块和整个设计的仿真测试结果; 4.和其他类似的设计做了横向对比,得出结论:本设计在保证了速度的基础上实现了资源和速度的均衡,在性能上具有较大的优势。
上传时间: 2013-05-25
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本论文讨论的是如何对符合DVB-T标准的数字图像无线监控系统中的MPEG2图像实现底层硬件的实时加/解密.数字图像无线监控系统是某公司研发的符合DVB-T标准的实时图像语音无线传输系统,通过对实时采集的图像等信息的发射与接收实现对远程现场的无线监控.为了保证图像数据在传输中的保密性,设计了基于FPGA的实时MPEG2图像加/解密系统.该系统由加/解密算法模块和密钥管理模块组成.加/解密算法模块完成发射机及接收机中的实时数据流的加/解密,该模块是基于FPGA的,采用美国国家标准DES(Dara Encryption Standard)算法,实现了对MPEG2 TS流的硬件加/解密.密钥管理模块完成加/解密模块的密钥产生、管理、控制、输入等功能.本论文首先介绍了密码学的基本知识及几种典型的加密体制和算法.接着介绍了DVB-T数字广播标准和数字图像无线监控系统的原理和系统结构.然后对图像加解密器的系统设计原理及实现做了详细介绍.在此基础上,介绍了FPGA中的加密算法的仿真及实现和密钥管理模块的实现.最后介绍了系统的硬件电路和整个系统的软硬件调试.本人的工作主要包括:1.查阅资料,了解密码学及DVB系统相关领域知识.2.根据项目要求设计基于FPGA的实时MPEG2图像加/解密系统方案.3.基于FPGA完成MPEG2图像的底层硬件加密及解密逻辑程序设计,并设计各个控制程序和驱动.4.设计系统原理图及电路板,完成系统的软硬件调试和与全系统的联调.
上传时间: 2013-06-30
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信息技术的不断发展,对信息的安全提出了更高的要求.在应用公钥密码体制的时候,对密钥长度要求越来越大,处理的速度要求越来越快.而基于椭圆曲线离散对数问题的椭圆曲线密码体制,因其每比特最大的安全性,受到了越来越广泛的注意.椭圆曲线密码体制(ECC:Elliptic Curve Cryptosystem)的快速实现也成为一个关注的方面.该文按照确定有限域、选取曲线参数、划分结构模块、优化模块算法、实现模块设计,验证模块功能的顺序进行书写.为了硬件实现上的方便,设计选择了含有Ⅱ型优化正规基的伽略域GF(2191),并在该域上构造了随机的椭圆曲线.根据层次化、结构化的设计思路,将椭圆曲线上的标量乘法运算划分成两个运算层次:椭圆曲线上的运算和有限域上的运算.模块划分之后,利用自底向上的设计思路,主要针对有限域上的乘法运算进行了重要的改进,并对加法群中的标量乘运算的算法进行了分析、证明,以达到面积优化和快速执行的效果.具体设计中,采用硬件描述语言Verilog HDL,在Mentor Graphics公司出品的FPGA Advantage平台上进行电路设计.完成了各个模块的设计输入和仿真.设计选用了Altera公司的APEX Ⅱ系列器件,利用第一方软件Quartus Ⅱ 2.2进行综合、布局、布线和时序仿真.文中给出了椭圆曲线上的点加、倍点和标量乘法模块的具体设计结构框图.并且根据椭圆曲线的标量乘特点,提出了合适的验证方案.该设计完成了椭圆曲线上的标量乘法运算.设计主要针对资源受限的应用环境:改进了有限域上的乘法运算、使用了没有预处理的标量乘算法.改进后的椭圆曲线标量乘法需要2,741,998个逻辑单元,在100MHz的时钟约束下,运行一次标量乘法运算需要567.69us.该次设计的结果可以直接用来构造椭圆曲线上的签名、验证、密钥交换等算法.
上传时间: 2013-05-24
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本文从AES的算法原理和基于ARM核嵌入式系统的开发着手,研究了AES算法的设计原则、数学知识、整体结构、算法描述以及AES存住的优点利局限性。 针对ARM核的体系结构及特点,对AES算法进行了优化设计,提出了从AES算法本身和其结构两个方面进行优化的方法,在算法本身优化方面是把加密模块中的字节替换运算、列混合运算和解密模块中的逆列混合运算中原来的复杂的运算分别转换为简单的循环移位、乘和异或运算。在算法结构优化方面是在输入输山接口上采用了4个32位的寄存器对128bits数据进行了并行输入并行输出的优化设计;在密钥扩展上的优化设计是采用内部扩展,即在进行每一轮的运算过程的同时算出下一轮的密钥,并把下一轮的密钥暂存在SRAM里,使得密钥扩展与加/解密运算并行执行;加密和解密优化设计是将轮函数查表操作中的四个操作表查询工作合并成一个操作表查询工作,同时为了使加密代码在解密代码中可重用,节省硬件资源,在解密过程中采用了与加密相一致的过程顺序。 根据上述的优化设计,基于ARM核嵌入式系统的ADS开发环境,提出了AES实现的软硬件方案、AES加密模块和解密模块的实现方案以及测试方案,总结了基于ARM下的高效编程技巧及混合接口规则,在集成开发环境下对算法进行了实现,分别得出了初始密钥为128bits、192bits和256bits下的加密与解密的结果,并得剑了正确验证。在性能测试的过程中应用编译器的优化选项和其它优化技巧优化了算法,使算法具有较高的加密速度。
上传时间: 2013-04-24
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随着多媒体编码技术的发展,视频压缩标准在很多领域都得到了成功应用,如视频会议(H.263)、DVD(MPEG-2)、机顶盒(MPEG-2)等等,而网络带宽的不断提升和高效视频压缩技术的发展使人们逐渐把关注的焦点转移到了宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务上来。带宽的增加为流式媒体的发展铺平了道路,而高效的视频压缩标准的出台则是流媒体技术发展的关键。H.264/AVC是由国际电信联合会和国际标准化组织共同发展的下一代视频压缩标准之一。新标准中采用了新的视频压缩技术,如多模式帧间预测、1/4像素精度预测、整数DCT变换、变块尺寸运动补偿、基于上下文的二元算术编码(CABAC)、基于上下文的变长编码(CAVLC)等等,这些技术的采用大大提高了视频压缩的效率,更有利于宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务的实现。 本文主要根据视频会议应用的需要对JM8.6代码进行优化,目标是实现基于Baseline的低复杂度的CIF编码器,并对部分功能模块进行电路设计。在设计方法上采用自顶向下的设计方法,首先对H.264编码器的C代码和算法进行优化,并对优化后的结果进行测试比较,结果显示在图像质量没有明显降低的情况下,H.264编码器编码CIF格式视频每秒达到15帧以上,满足了视频会议应用的实时性要求。然后,以C模型为参考对H.264编码器的部分功能模块电路进行设计。采用Verilog HDL实现了这些模块,并在Quartus Ⅱ中进行了综合、仿真、验证。主要完成了Zig-zag扫描和CAVLC模块的设计,详细说明模块的工作原理和过程,然后进行多组的仿真测试,结果与C模型相应部分的结果一致,证明了设计的正确性。
上传时间: 2013-06-11
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随着计算机和信息技术的飞速发展,信息的安全性越来越受到人们的重视。敏感信息的电子化在使用户得到便利的同时,数据、资源免泄漏也成为了人们必须注意的一个大隐患。在这个信息全球化的时代,病毒、黑客、电子窃听欺骗、网络攻击都是人们所必须面对的重大问题。出于这种需要,加密自然吸引了人们的注意力,而传统的软件加密技术已经越来越不能满足信息安全对运算速度和系统安全性的需求,硬件设施的开发显示出其重要性,硬件加密模块的地位也越来越重要。但其安全性仍存在着一定的问题,对安全性研究仍是不可放松的一个重要问题。 本文介绍了目前几种流行加密算法及标准,并对典型的公钥密码标准RSA进一步说明。RSA算法可以进行数字签名、数据加/解密,将其应用于数据安全领域具有很大的意义。针对于目前硬件加解密相对于软件加解密的种种优势,论文重点研究RSA算法的基于硬件FPGA的设计实现方案。FPGA是近几年的超大规模集成电路设计的焦点,其速度及成本等都占有一定的优势。对RSA算法的FPGA设计,论文主要研究两方面的内容:密钥生成部分中的素数检测问题和加/解密算法中关键瓶颈--大数模乘及模幂运算。并进行了软硬件的仿真、验证与测试。论文对RSA设计模块的可应用领域之一--智能卡及其安全性做了简单的介绍,并对论文所研究实现的模块在其中的应用进行了说明,从而体现了其实际应用价值。
上传时间: 2013-07-06
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随着信息量的急剧增长,信息安全日益受到人们重视。移动硬盘的出现使得数据的转移和携带更加方便,但也不可避免的带来了数据安全隐患。只要窃走了移动硬盘,任何想窃取硬盘信息的人便可以轻松得逞,即使设置了类似访问口令这样的逻辑密钥,要想破解也不是件难事。 一个完整的数据加解密系统应该具备安全可靠的密码认证机制和数据加解密算法。本文基于MEMS强链、USB控制器和FPGA设计了一种USB接口的高效数据加解密系统,采用物理认证并用硬件实现AES加密算法。普通IDE硬盘挂接该系统后成为安全性极高的加密USB移动硬盘,其平均数据吞吐率接近普通U盘,达到10MB/s。
上传时间: 2013-06-16
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-------------------------------------------------------- 《串口猎人》十大功能简介: -------------------------------------------------------- 1、基本功能,支持基本的 收、发、查看、保存、清除等功能。 2、基本功能,自动/手动搜索串口,串口参数的设置和查看。 3、基本功能,支持HEX/ASCII/中文汉字收发。 4、高级发码功能,支持多组(最多16组)数据轮流发送。间隔和循环次数可设置。 5、高级发码功能,支持文件逐行发送。间隔和循环次数可设置。 6、高级发码功能,支持自动添加帧头、帧尾、帧长、校验、回车换行符。 7、高级收码功能,支持按帧接收,能自动进行帧结束判定(方式非常灵活,可以按时间、帧长或特定字)。 8、高级收码功能,拥有八个独立接收通道,可以自动从指定帧中指定位置,按照指定的格式收取有效数据。 9、高级收码功能,可进一步把收取的数据送示波器、码表或柱形显示 10、所有的用户设置,可以保存、或重新载入。也可以恢复默认值。或者可以设定为启动时载入上次的设置。
上传时间: 2013-07-21
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在V29的版本上升级。发布日期2011-08-19. -------------------------------------------------------------------------------- 欢迎使用免费软件《串口猎人》V31 ! -------------------------------------------------------------------------------- 友情提醒1:本软件如有新版本,将发布到我的博客《匠人的百宝箱》,欢迎光临! 友情提醒2:点击右侧【清除】按钮,可清除本帮助信息。清除后如想再次查阅,请重启软件。 -------------------------------------------------------------------------------- 《串口猎人》功能简介 -------------------------------------------------------------------------------- 一、基本功能 1、支持16个COM口、自动/手动搜索串口、串口参数的设置和查看。 2、支持查看或修改串口控制线(DTR、RTS、DCD等等)的状态。 3、支持基本的收、发、查看、保存、载入、清除等功能。 4、两种收发格式:HEX码/字符串,支持中文字符串。(英文=ASCII码,中文=ANSI(GBK)码)。 5、大容量的收码区,为了加快显示速度会把超过10K的数据自动隐藏(可以点击【全显】钮查看)。 6、收码区的显示方式可以灵活设置:原始接收数据、按帧换行、通道数据、发送数据。 7、可以为收到的数据标注时间和来源。 8、可以自动比对发码区和收码区的数据是否一致(用于自发自收测试模式)。 9、收码区的内容,可以点击【转发】钮转到发码区。 10、可以在每次发码之前自动清除收码区。 二、高级发码功能 1、自动发列表功能:支持多组(最多16组)数据的轮流发送。 2、自动发文件功能:支持文件逐行发送。 3、轮发规则可以灵活设置,比如可以定时发,也可以收到应答后立即发。 4、轮发的间隔、无应答重发次数和循环次数均可灵活设置。 5、灵活的帧格式设置。支持自动添加帧头、帧尾、帧长、校验、回车换行符。 6、帧头、帧尾、帧长、校验,是否要参与校验或计入帧长,皆可灵活设置。 7、支持3种校验方式:SC(累加和校验)、LRC(纵向冗余校验)、BBC(异或和校验)。 8、校验码和帧长的长度,可以选择单/双字节。 三、高级收码功能 1、支持按帧接收数据。 2、能自动进行帧结束判定(方式非常灵活,可以按帧头、帧尾、帧长或时间)。 3、即时显示最新一帧内容。 4、拥有八个独立接收通道,可以自动从指定帧中指定位置收取有效数据。 5、每个通道的数据,可以独自显示、保存、清除。也可以送到收码区去显示。 6、可以设置通道收取数据的首地址、字节长度(单字节或多字节)、码制(HEX/BCD)、符号位形式。 7、示波器功能,可把收取的数据用波形方式显示。示波器的通道数、倍率、偏移、周期、颜色和线宽等可调。 8、码表功能,可把收取的数据用码表方式显示。(可以设置码表的最大/最小值和报警值)。 9、柱状图功能,可把收取的数据用柱状图方式显示。(也可以设置最大/最小值和报警值)。 10、可以把实施绘制的图形保存为图片。 四、其它贴心设计 1、用户的设置内容,可以保存/载入或恢复默认值。可以选择启动时载入默认值还是上次设置值。 2、可以通过提示区和状态指示了解软件当前工作状态。 3、当鼠标停留在按钮、文本框或其它控件上,会获得必要的提示。 4、右下角的图钉按钮,可以把窗口钉在最前面,避免被其它窗口覆盖。 5、附送串口电路、协议、码表等参考资料。 6、在【版权信息】标签页有匠人的联系方式,欢迎交流。
上传时间: 2013-07-28
上传用户:lili1990