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物理研究生

  • USB移动硬盘数据加密技术

    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。

    标签: USB 移动 硬盘数据 加密技术

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:1159797854

  • OFDM发射机系统的FPGA设计

    无线局域网是计算机网络技术和无线通信技术相结合的产物,是利用无线媒介传输信息的计算机网络。在无线通信信道中,由于多径时延不可避免地存在符号间干扰,正交频分复用(OFDM)作为一种可以有效对抗符号间干扰(ISI)和提高频谱利用率的高速传输技术,引起了广泛关注。在无线局域网(WLAN)系统中,OFDM调制技术已经被采用作为其物理层标准,并且公认为是下一代无线通信系统中的核心技术。基于IEEE802.11a的无线局域网标准的物理层采用了OFDM技术,能有效的对抗多径信道衰落,达到54Mbps的速度,而未来而的IEEE802.11n将达到100Mbps的高速。因此,研发以OFDM为核心的原型机研究非常有必要。 本文在深入理解OFDM技术的同时,结合相应的EDA工具对系统进行建模并基于IEEE802.11a物理层标准给出了一种OFDM基带发射机系统的FPGA实现方案。整个设计采用目前主流的自顶向下的设计方法,由总体设计至详细设计逐步细化。在系统功能模块的FPGA实现过程中,针对Xilinx一款160万门的Spartan-3E XCS1600E芯片,依照:IEEE802.11a帧格式,对发射机系统各个模块进行了详细设计和仿真: (1)训练序列生成模块,包括长,短训练序列; (2)信令模块,包括卷积编码,交织,BPSK调制映射; (3)数据模块,包括加扰,卷积编码,删余,交织,BPSK/QPSK/16QAM/64QAM调制映射; (4)OFDM处理部分,包括导频插入,加循环前缀,IFFT处理; (5)对整个发射处理部分联调,并给出仿真结果另外,还完成了接收机部分模块的FPGA设计,并给出了相应的顶层结构与仿真波形。最后提出了改进和进一步开发的方向。

    标签: OFDM FPGA 发射机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:李彦东

  • 基于可重配置的OFDM基带系统的FPGA设计

    1992年5月,JoeMitola首次明确提出了软件无线电的概念。软件无线电将模块化、标准化的硬件单元连接构成硬件平台,通过软件加载实现各种无线通信功能。端到端重配置技术是在软件无线电的基础上发展起来的,该技术使通信系统不仅具有重配置的能力,还能提供一体化的重配置管理架构,实现联合无线资源管理和网络规划。端到端重配置技术已经成为软件无线电的发展趋势。 宽带无线接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是当前通信界研究的热点之一,而WiMax和WiFi是BWA中最热门的两个技术,所以本文选择了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a,设计了基于其物理层标准的可重配置OFDM基带系统。它们均采用正交频分复用技术(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a物理层标准,结合Altera公司提供的FPGA开发工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基带系统的FPGA设计。该设计中,对FPGA进行重新配置,实现了802.16-2004与802.11a两种技术的完全重配置;通过选择不同的参数来调用不同子模块,实现802.16-2004与802.11a内部不同调制技术的局部重配置。该可重配置基带系统核心的FFT/IFFT。模块采用基4按频率抽取及Cordic算法,消除乘法运算,有利于FPGA实现;在802.16-2004系统中,选取了基于前导序列的符号同步算法,在FPGA中实现。最后使用开发软件、综合软件以及仿真软件分析了系统的性能并给出了系统的性能指标。

    标签: OFDM FPGA 可重配置 基带系统

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:branblackson

  • 可布性驱动的层次式FPGA布局算法研究

    在超深亚微米技术工艺下,布局成为超大规模集成电路物理设计中至关重要的一步。由于现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array,FPGA)布线资源的预先确定性,使得FPGA的布局更为重要。本文以建立高性能、低拥挤的布局为目标,从FPGA芯片结构和布局算法两方面进行了深入研究。论文提出了一种通用的层次式FPGA(HFPGA)结构模型及布局模型,并且给出了该模型的数学计算公式;提出将元件之间的层次距离转化为线长的方法,实现了基于线网模型的高精度布局算法:提出利用矩形的对角线元件之间层次来代替线长,从而达到优化线长的同时提高布通率的快速布局算法。实验结果表明,两种算法均在北卡罗来纳微电子中心(MCNC)学术芯片测试案例上取得了较理想的布局实验效果,为下一步的布线工作建立了良好的基础接口,并且完成了初始布线的工作。本FPGA结构模型的提出和布局算法的实现也都为工业界提供了借鉴价值。

    标签: FPGA 驱动 布局 算法研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:nbdedu

  • 基于FPGA的边界扫描控制器的设计

    随着印制电路板功能的日益增强,结构日趋复杂,系统中各个功能单元之间的连线间距越来越细密,基于探针的电路系统测试方法已经很难满足现在的测试需要。边界扫描测试(BST)技术通过将边界扫描寄存器单元安插在集成电路内部的每个引脚上,相当于设置了施加激励和观测响应的内建虚拟探头,通过该技术可以大大的提高数字系统的可观测性和可控性,降低测试难度。针对这种测试需求,本文给出了基于FPGA的边界扫描控制器设计方法。    完整的边界扫描测试系统主要由测试控制部分和目标器件构成,其中测试控制部分由测试图形、数据的生成与分析及边界扫描控制器两部分构成。而边界扫描控制器是整个系统的核心,它主要实现JTAG协议的自动转换,产生符合IEEE标准的边界扫描测试总线信号,而边界扫描测试系统工作性能主要取决与边界扫描控制器的工作效率。因此,设计一个能够快速、准确的完成JTAG协议转换,并且具有通用性的边界扫描控制器是本文的主要研究工作。    本文首先从边界扫描技术的基本原理入手,分析边界扫描测试的物理基础、边界扫描的测试指令及与可测性设计相关的标准,提出了边界扫描控制器的总体设计方案。其次,采用模块化设计思想、VHDL语言描述来完成要实现的边界扫描控制器的硬件设计。然后,利用自顶向下的验证方法,在对控制器内功能模块进行基于Testbench验证的基础上,利用嵌入式系统的设计思想,将所设计的边界扫描控制器集成到SOPC中,构成了基于SOPC的边界扫描测试系统。并且对SOPC系统进行软硬件协同仿真,实现对边界扫描控制器的功能验证后将其应用到实际的测试电路当中。最后,在基于SignalTapⅡ硬件调试的基础上,软硬件结合对整个系统可行性进行了测试。从测试结果看,达到了预期的设计目标,该边界扫描控制器的设计方案是正确可行的。    本文设计的边界扫描控制器具有自主知识产权,可以与其他处理器结合构成完整的边界扫描测试系统,并且为SOPC系统提供了一个很有实用价值的组件,具有很明显的现实意义。

    标签: FPGA 边界扫描 控制器

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:hewenzhi

  • ARM上实现视频会议源代码

    嵌入式linux系统的网络编程(C++)在ARM上实现视频会议,此程序获得全国研究生电子大赛一等奖。压缩包内为全部源码,包括音频、视频(H.264)socket部分。

    标签: ARM 视频会议 源代码

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:15528028198

  • Expedition PCB0

    Expedition PCB采用了业界最新进和强大的Autoactive技术,用于复杂PCB物理设计、分析和加工一整套环境的工具,它将交互设计和自动布线有机地整合到一个设计环境中。...

    标签: Expedition PCB0

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jackgao

  • 有线数字电视广播系统信道编码

    随着数字电视全国范围丌播时间表的临近,数字电视技术得到很大发展,数字电视信号在信源基带数据和信道传输等方面已经进一步标准化,数字电视传播途径也越来越广,在卫星、地面及有线电视网中传输数字电视信号得到迅速发展。借着2008年奥运的东风,数字电视领域的应用研究方兴未艾。 本课题目的是完成有线数字电视广播系统的重要设备--调制器的设计和实现,核心器件选用FPGA芯片。系统硬件实现以国家标准GY/T 170-2001(有线数字电视广播信道编码与调制规范)为主要依据,以Xilinx公司的Virtex系列(Virtex 4,Virtex 5)芯片及相关开发板(ML402、ML506)为平台,主要任务是基于相关标准对其实用技术进行研究和开发。完成了信道编码和调制的模块划分、Verilog HLD程序的编写(或IP核的调用)和仿真以及在板调试和联调等工作,设计目的是在提高整个系统集成度的前提下实现多频点调制。 本文在研究现有数字电视网络技术和相关产品的基础上,以国标GY/T170-2001为主要依据并参阅了其他的相关标准,提出了多频点QAM调制器的实现方案。整个工作包括:模块划分,完成了基带物理接口(输入)、包头反转与随机化、RS编码、卷积交织、码流变换、差分编码、星座映射、基带成型(包括Nyquist滤波器、半带滤波器、CIC滤波器的设计或模块调用)、高端DAC的配置(输出)等模块的Verilog HLD程序的编写(或者IP核调用)和仿真等工作;成功进行了开发板板级调试,调试的过程中充分利用Xilinx公司的开发板和调试软件ChipScope,成功设计了验证方案并进行了模块验证;最后进行了各模块联调工作,设计了系统验证方案并成功完成对整个系统的验证工作。 经测试表明,该系统主要性能达到国家相关标准GY/T 198-2003(有线数字电视广播QAM调制器技术要求和测量方法)规定的技术指标,可以进入样机试生产环节。

    标签: 有线数字电视 广播系统 信道编码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jiangfire

  • FPGA布线算法的研究

    现场可编程门阵列(FPGA)是一种可实现多层次逻辑器件。基于SRAM的FPGA结构由逻辑单元阵列来实现所需要的逻辑函数。FPGA中,互连线资源是预先定制的,这些资源是由各种长度的可分割金属线,缓冲器和.MOS管实现的,所以相对于ASIC中互连线所占用的面积更大。为了节省芯片面积,一般都采用单个MOS晶体管来连接逻辑资源。MOS晶体管的导通电阻可以达到千欧量级,可分割金属线段的电阻相对于MOS管来说是可以忽略的,然而它和地之间的电容达到了0.1pf[1]。为了评估FPGA的性能,用HSPICE仿真模型虽可以获得非常精确的结果,但是基于此模型需要花费太多的时间。这在基于时序驱动的工艺映射和布局布线以及静态时序分析中都是不可行的。于是,非常迫切地需要一种快速而精确的模型。 FPGA中连接盒、开关盒都是由MOS管组成的。FPGA中的时延很大部分取决于互连,而MOS传输晶体管在互连中又占了很大的比重。所以对于MOS管的建模对FPGA时延估算有很大的影响意义。对于MOS管,Muhammad[15]采用导通电阻来代替MOS管,然后用。Elmore[3]时延和Rubinstein[4]时延模型估算互连时延。Elmore时延用电路的一阶矩来近似信号到达最大值50%时的时延,而Rubinstein也是通过计算电路的一阶矩估算时延的上下边界来估算电路的时延,然而他们都是用来计算RC互连时延。传输管是非线性器件,所以没有一个固定的电阻,这就造成了Elmore时延和Rubinstein时延模型的过于近似的估算,对整体评估FPGA的性能带来负面因素。 本论文提出快速而精确的现场可编程门阵列FPGA中的互连资源MOS传输管时延模型。首先从阶跃信号推导出适合50%时延的等效电阻模型,然后在斜坡输入的时候,给出斜坡输入时的时延模型,并且给出等效电容的计算方法。结果验证了我们精确的时延模型在时间上的开销少的性能。 在岛型FPGA中,单个传输管能够被用来作为互连线和互连线之间的连接,或者互连线和管脚之间的连接,如VPR把互连线和管脚作为布线资源,管脚只能单独作为输入或者输出管脚,以致于它们不是一个线网的起点就是线网的终点。而这恰恰忽略了管脚实际在物理上可以作为互连线来使用的情况(VPR认为dogleg现象本身对性能提高不多)。本论文通过对dogleg现象进行了探索,并验证了在使用SUBSET开关盒的情况下,dogleg能提高FPGA的布通率。

    标签: FPGA 布线 法的研究

    上传时间: 2013-07-24

    上传用户:yezhihao

  • 全数字化超声诊断仪中的应用研究

    数字超声诊断设备在临床诊断中应用十分广泛,研制全数字化的医疗仪器已成为趋势。尽管很多超声成像仪器设计制造中使用了数字化技术,但是我们可以说现代VLSI 和EDA 技术在其中并没有得到充分有效的应用。随着现代电子信息技术的发展,PLD 在很多与B 型超声成像或多普勒超声成像有关的领域都得到了较好的应用,例如数字通信和相控雷达领域。 在研究现代超声成像原理的基础上,我们首先介绍了常见的数字超声成像仪器的基本结构和模块功能,同时也介绍了现代FPGA 和EDA 技术。随后我们详细分析讨论了B 超中,全数字化波束合成器的关键技术和实现手段。我们设计实现了片内高速异步FIFO 以降低采样率,仿真结果表明资源使用合理且访问时间很小。正交检波方法既能给出灰度超声成像所需要的回波的幅值信息,也能给出多普勒超声成像所需要的回波的相移信息。我们设计实现了基于直接数字频率合成原理的数控振荡器,能够给出一对幅值和相位较平衡的正交信号,且在FPGA 片内实现方案简单廉价。数控振荡器输出波形的频率可动态控制且精度较高,对于随着超声在人体组织深度上的穿透衰减,导致回波中心频率下移的声学物理现象,可视作将回波接收机的中心频率同步动态变化进行补偿。 还设计实现了B 型数字超声诊断仪前端发射波束聚焦和扫描控制子系统。在单片FPGA 芯片内部设计实现了聚焦延时、脉宽和重复频率可动态控制的发射驱动脉冲产生器、线扫控制、探头激励控制、功能码存储等功能模块,功能仿真和时序分析结果表明该子系统为设计实现高速度、高精度、高集成度的全数字化超声诊断设备打下了良好的基础,将加快其研发和制造进程,为生物医学电子、医疗设备和超声诊断等方面带来新思路。

    标签: 全数字 中的应用 超声诊断仪

    上传时间: 2013-05-30

    上传用户:tonyshao