基于现场可编程门阵列技术的混沌数字通信系统——设计与实现

提出了基于IEEE-754标准和现场可编程门阵列(FPGA)技术的混沌数字通信系统的通用设计与硬件实现的一种新方法，实现了混沌加密体制与传统密码体制的结合.根据Euler算法，对连续混沌系统作离散化处理，通过FPGA硬件设计混沌离散系统，使其产生作为密钥的混沌数字序列，其中加密算法采用置乱扩展技术，并对算法进行了分析.设计驱动响应式同步保密通信系统，构建包含信号在内的闭环，实现发送端与接收端离散混沌系统的同步.以网格蔡氏混沌系统为例，对该保密通信系统进行了FPGA硬件实验，给出了技术实现过程、算法流程、硬 关键词： 网格多涡卷蔡氏电路 置乱扩展矩阵 现场可编程门阵列技术 混沌数字通信系统     

语音编码技术及其硬件实现

压缩编码技术是无线语音通信的关键技术之一。介绍了语音编码技术的基本概念及分类，并选用AMBE多带激励压缩编码算法，通过单片机控制专用语音压缩DSP芯片，提出了一种适合低速无线语音、数据实时通信的系统解决方案，完成了硬件、软件设计，实现了低速率下的语音、数据的同步大气传输。测试结果显示，在语音编码速率为2．4kbps以下时，仍然可以得到音质较好的语音输出。     

基于单驱动变量分数阶混沌同步的参数调制数字通信及硬件实现

通过单驱动变量设计了三维分数阶混沌系统通用的自适应同步控制器.基于参数调制原理, 利用单驱动变量分数阶混沌系统的同步,提出了一种新的通用型数字通信方案,对电路进行了仿真,同时搭建了实际硬件电路,结果显示接收信息和发送信息符合完好,验证了本方案的有效性和可行性.     

Logistic-Unified混杂混沌系统

提出利用Logistic混沌映射调制Unified混沌系统的参数,构建Logistic-Unified(LU)混杂混沌系统的思想.在Logistic混沌映射产生的随机数值的调制下,Unified混沌系统的参数随机变化,控制LU混杂混沌系统在广义Lorenz系统、Lü系统和广义Chen系统间随机切换,产生极其复杂的混沌信号.用数字信号处理(DSP)芯片对LU混杂混沌系统进行硬件实现,硬件实验与数值仿真结果一致,证明了理论分析的正确性. 关键词： LU混杂混沌系统 切换律 Lyapunov指数 DSP     

四涡卷超混沌吸引子的DSP实现

提出了基于数字信号处理(DSP)实现四涡卷超混沌吸引子的方法.利用四阶龙格库塔法对连续四维超混沌系统进行离散化处理,用C语言编写源程序,并在CCS编译器上编译、调试和仿真成功后,下载固化到DSP芯片内,实现四涡卷超混沌吸引子,硬件实验与软件仿真结果完全一致.     

切换统一混沌系统族

拓展统一混沌系统的非线性函数,构建包含6类子系统的切换统一混沌系统族,不仅每个子类系统在参量空间随系统参数的变化实现切换,而且6类子系统在状态空间随系统非线性函数的变化实现连续切换.利用Lyapunov指数谱和分岔图对6类子系统随系统参数变化的整体情况进行分析,用数字信号处理(DSP)芯片对典型混沌系统的分时切换进行硬件实现. 关键词： 统一混沌系统 切换律 Lyapunov指数 数字信号处理     

基于DSP嵌入式数据采集与处理系统设计与实现

为了解决数据采集速度慢以及任务量大等问题,提出了一种基于DSP技术的嵌入式数据采集与处理系统方案;方案充分利用了DSP技术的运算能力强优点,从而实现了系统的快速运算以及有效控制;文章主要以系统的硬件设计和软件设计来对系统进行详细设计;在系统硬件设计部分,根据系统的需求以及DSP芯片的选型原则,系统选用了TI公司的32位定点DSP芯片—TMS320F2812,参数按照标准设置,并确定系统的总体设计方法,完成了控制 AD芯片的采集模块设计;在系统软件设计部分,主要是对外扩芯片的控制,其中包括了控制 AD采集时序以及DSP读写数据程序等。     

基于IEEE-754标准和现场可编程门阵列技术的混沌产生器设计与实现

提出了基于IEEE-754标准的现场可编程门阵列(FPGA)通用混沌与超混沌信号产生器设计与硬件实现的一种新方法. 首先，根据Euler算法，对连续混沌系统作离散化处理，便于FPGA等一类数字信号处理器件的实现. 其次，基于IEEE-754标准和模块化设计理念，用硬件描述语言构建出浮点数的乘法运算、加法运算、符号函数运算、正负绝对值运算、初始值与迭代值选择等5个基本模块，并以此为基础，进一步在FPGA平台上产生包括网格状多涡卷蔡氏系统在内的多种不同类型的混沌与超混沌信号. 最后，通过对语音芯片的配置，利用 关键词： 网格状多涡卷混沌系统 IEEE-754标准 现场可编程门阵列 浮点数算法     

利用时空混沌同步进行数字加密通信

提出一种利用时空混沌同步的计算机网络数字加密通信方案,并用软件实现了语音双工实时密码通信.在该方案中,收、发端两个单向耦合映射格点(OCOML)系统被同一混沌信号所驱动而达到同步,其时空混沌输出信号分别用作加密和解密的密钥序列,OCOML的耦合参数为系统的主密钥.系统的主要优点是传输效率高,便于用软件实现实时通信,且通信的安全性获得了改善. 关键词： 时空混沌同步 密码系统 传输效率     

基于FPGA技术的混沌加密系统研究

提出了一种基于混沌加密算法和传统加密算法的混沌加密系统, 并采用FPGA技术进行了硬件开发. 根据离散化和数字化技术, 将Henon映射和Logistic映射作离散化处理, 采用Verilog HDL语言和FPGA技术产生迭代序列, 结合传统加密算法, 基于Xilinx的FPGA开发平台进行了硬件实验研究, 并给出了该系统通过互联网上实现了文件加密和解密的通信实验, 结果显示具有网络通信的应用潜力.     

第十讲数字信号处理与数字信号处理器(DSP)

文章简要介绍了“数字信号处理”与“数字信号处理器（DSP）”的发展历史．在数字信号处理的应用中，实时实现是非常重要的，而DSP在实时处理中，扮演了一个重要的角色．文章中还介绍了DSP在实际应用中的一些关键技术，例如DSP的种类和选型，DSP的开发工具，实时软件的开发过程等．最后，还介绍了一些DSP的应用实例，如语音编码器，视频电话和视频会议系统，用于雷达和声纳的DSP并行处理系统     

A novel algorithm to analyze the dynamics of digital chaotic maps in finite-precision domain

Chaotic maps are widely used to design pseudo-random sequence generators, chaotic ciphers, and secure communication systems. Nevertheless, the dynamic characteristics of digital chaos in finite-precision domain must be degraded in varying degrees due to the limited calculation accuracy of hardware equipment. To assess the dynamic properties of digital chaos, we design a periodic cycle location algorithm (PCLA) from a new perspective to analyze the dynamic degradation of digital chaos. The PCLA can divide the state-mapping graph of digital chaos into several connected subgraphs for the purpose of locating all fixed points and periodic limit cycles contained in a digital chaotic map. To test the versatility and availability of our proposed algorithm, the periodic distribution and security of 1-D logistic maps and 2-D Baker maps are analyzed in detail. Moreover, this algorithm is helpful to the design of anti-degradation algorithms for digital chaotic dynamics. These related studies can promote the application of chaos in engineering practice.     

基于TD-SCDMA与DSP2407的微弱通信信号检测系统设计

针对无线通信过程中,传统系统对微弱通信信号检测准确度不高的问题。本文分析了微弱通信信号传递的极化特性,利用电波的极化特性优化双极化天线的方法,基于TD-SCDMA双极化天线技术,设计并实现了基于TD-SCDMA双极化天线的微弱通信信号检测系统,根据TD-SCDMA双极化天线技术实现微弱通信信号的检测,采用TM320LF2407 DSP2407芯片的脉冲信号检测系统的设备,分析了信号检测系统的硬件结构设计,分析双极化天线下微弱通信信号的网络规划,在该网络规划条件下通过匹配滤波幅值检测完成微弱通信信号的检测。实验结果说明,所提检测系统能够满足微弱通信信号的实时检测和精度要求。     

基于嵌入式系统结构的印鉴鉴别系统

为了弥补市场上现有印鉴鉴别系统体积大、移动性能差、安全性较低、价格比较昂贵等缺陷,研究了基于高速数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的嵌入式印鉴鉴别系统.系统在印鉴识别算法上,基于平滑卷积的方法计算印鉴的中心位置和半径.采用径向投影法,对一维特征数据计算,得到待验印鉴(SS)与预留印鉴(MS)之间的偏转角度.把印鉴质量指标作为MS与SS对应边缘Hausdorff距离测度的控制参数,用神经网络方法综合分析、判别印鉴真伪.在硬件实现方面,片上可编程(SOPC)系统结合DSP作为检测系统核心.SOPC系统包括控制器、图像预处理器等.DSP作为系统的主处理器,用于进行图像的特征检测与识别.系统具有以太网、RS232、USB等通用接口.实验表明,该系统可以有效识别印鉴,并具有体积小、成本低、系统功能可灵活升级等特点.     

偏振模色散自适应补偿实时控制系统的DSP的设计与实现

根据实验室现有的PMD(偏振模色散)补偿实验系统的需要,设计了一种基于DSP的实时控制系统。讨论了该实时控制系统的硬件和软件的设计与实现,对硬件电路进行了总体设计,分别对各部分的DSP最小系统、A/D采样硬件电路和D/A控制硬件电路进行了详细的分析和设计。介绍了软件的工作流程,设计了PSO算法模块在DSP系统中的实现。将该实时控制系统应用到PMD自适应补偿实验中进行了验证。结果表明,所设计的PMD自适应补偿实时控制系统对一阶和二阶PMD的补偿效果很好。     

基于微控制器数字硬件实现的网格涡卷超混沌系统

基于微控制器(MCU)设计了一个通用的四维混沌系统数字硬件实验电路,由此实现了9×7网格涡卷的混沌和超混沌吸引子的生成.本文基于由Colpitts振荡器模型延伸出的四维多涡卷超混沌系统,通过引入单位锯齿波函数替换原系统中的三角波函数,构建了一个便于MCU数字硬件实现的新的网格涡卷超混沌系统,并对新系统网格涡卷吸引子的形成机理进行了分析和数值仿真.通过采用Euler算法对新系统进行离散化,在实验电路的有效动态范围内可以生成比原系统更多网格涡卷数量的吸引子.实验结果有效验证了本文基于MCU实现的网格涡卷超混沌系统的可行性.