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基于FPGA实现波形成型器IP-Core的技术研究
1
作者 付永庆 王艳 张林 《应用科技》 CAS 2001年第12期4-6,共3页
主要研究通用波形发生器的设计问题。首先讨论了它的原理 ,然后给出基于FPGA实现通用波形发生器的硬件结构 ,最后用VHDL语言实现了波形成型器的软核IP -Core ,并载入硬件验证了设计的正确性。
关键词 ip-core 波形发生器 FPGA 软核设计
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GPIB控制器的IP-core设计 被引量:2
2
作者 许诚昕 《化工自动化及仪表》 CAS 2012年第4期508-510,共3页
介绍GPIB控制器软件部分——IP核设计,采用模块化设计思想、VHDL语言、EDA仿真平台和DE2开发板实现。实验结果表明:采用此方法具有效率高、移植性强及成本低等特点。
关键词 GPIB控制器 IP核
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Integration and verification case of IP-core based system on chip design 被引量:3
3
作者 胡越黎 周谌 《Journal of Shanghai University(English Edition)》 CAS 2010年第5期349-353,共5页
In this paper, the design and verification process of an automobile-engine-fan control system on chip (SoC) are introduced. The SoC system, SHU-MV08, reuses four new intellectual property (IP) cores and the design... In this paper, the design and verification process of an automobile-engine-fan control system on chip (SoC) are introduced. The SoC system, SHU-MV08, reuses four new intellectual property (IP) cores and the design flow is accomplished with 0.35 btm chartered CMOS technology. Some special functions of IP cores, the detailed integration scheme of four IP cores, and the verification method of the entire SoC are presented. To settle the verification problems brought by analog IP cores, NanoSim based chip-level mixed-signal verification method is introduced. The verification time is greatly reduced and the first tape-out achieves success which proves the validity of our design. 展开更多
关键词 system on chip (SoC) intellectual property (IP)-core integration VERIFICATION pulse width modulation (PWM)- analog digital converter (ADC) linkage running
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自适应滤波器的FPGA硬件实现
4
作者 刘燕 肖庆高 +1 位作者 张健 徐文祥 《微处理机》 2024年第4期51-54,共4页
采用LMS算法和FIR框架结构,对一种基于FPGA硬件的自适应滤波器系统的实现方法展开探讨。系统采用自顶向下的模块化方案设计16阶自适应滤波器。顶层文件包含两个接口、FIR滤波、误差计量和抽头系数共5个模块。系统参数前期均由MATLAB仿... 采用LMS算法和FIR框架结构,对一种基于FPGA硬件的自适应滤波器系统的实现方法展开探讨。系统采用自顶向下的模块化方案设计16阶自适应滤波器。顶层文件包含两个接口、FIR滤波、误差计量和抽头系数共5个模块。系统参数前期均由MATLAB仿真验证选取最优值。硬件测试平台选用以ZYNQ-7000系列芯片为核心的开发板。加噪正弦波信号经系统滤波处理后通过示波器观测,显示去噪效果良好,且通过逻辑分析仪抓取的结果与MATLAB理论仿真结果符合度较好。系统可以封装成一个自适应反复调用的功放IP核,适用于音频、图像、视频等信号滤波处理领域,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 LMS算法 自适应滤波器 有限脉冲响应 FPGA器件 IP核
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基于NCO IP核的正弦波信号发生器的实验教学设计
5
作者 易向东 《工业控制计算机》 2024年第7期74-75,共2页
数字控制振荡器是一种能够生成可调频率的数字信号的电路或算法。通过分析数字控制振荡器的实现原理,采用NCO IP核在Intel FPGA芯片EP4CE6F17C8N上产生正弦波信号。采用Signal Tap Logic Analysis逻辑分析工具对数字电路进行实时调试和... 数字控制振荡器是一种能够生成可调频率的数字信号的电路或算法。通过分析数字控制振荡器的实现原理,采用NCO IP核在Intel FPGA芯片EP4CE6F17C8N上产生正弦波信号。采用Signal Tap Logic Analysis逻辑分析工具对数字电路进行实时调试和分析,实验结果表明设计方案可行。 展开更多
关键词 数字控制振荡器 NCO IP核 正弦波信号
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基于可控制性度量的图神经网络门级硬件木马检测方法
6
作者 张洋 刘畅 李少青 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期164-173,共10页
随着全球化的不断深入,第三方知识产权(IP)核应用越来越广泛。随着硬件木马攻击技术逐渐成熟,使得在芯片设计阶段植入硬件木马成为可能。因此,在芯片设计过程中面临IP核被植入木马的严重威胁,现有研究所提的硬件木马检测方法具有依赖黄... 随着全球化的不断深入,第三方知识产权(IP)核应用越来越广泛。随着硬件木马攻击技术逐渐成熟,使得在芯片设计阶段植入硬件木马成为可能。因此,在芯片设计过程中面临IP核被植入木马的严重威胁,现有研究所提的硬件木马检测方法具有依赖黄金参考电路、需要完备的测试向量、大量的样本进行学习等特征。面向IP核的硬件木马检测需求,提出一种基于可控制性度量的图神经网络检测方法。该方法以门级网表作为输入,首先以可控制性值为指导,得到可疑的门节点,用于缩小搜索范围;然后利用可疑门节点生成对应的子图,利用图卷积神经网络从子图中提取特征,实现对子图的分类和检测,最终识别硬件木马。实验结果表明,该方法无须测试激励和黄金模型,利用硬件木马的隐蔽特性与结构特征相结合的方法提升硬件木马的检测准确率,平均真阳率为100%,假阳率为0.75%,在保证较高真阳率的同时可有效降低假阳率,达到较好的检测效果。 展开更多
关键词 知识产权核 硬件木马 可控制性度量 子图 图卷积神经网络
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IP软核硬件木马图谱特征分析检测方法
7
作者 倪林 李霖 +2 位作者 张帅 童思程 钱杨 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4151-4160,共10页
随着集成电路技术的飞速发展,芯片在设计、生产和封装过程中,很容易被恶意植入硬件木马逻辑,当前IP软核的安全检测方法逻辑复杂、容易错漏且无法对加密IP软核进行检测。该文利用非可控IP软核与硬件木马寄存器传输级(RTL)代码灰度图谱的... 随着集成电路技术的飞速发展,芯片在设计、生产和封装过程中,很容易被恶意植入硬件木马逻辑,当前IP软核的安全检测方法逻辑复杂、容易错漏且无法对加密IP软核进行检测。该文利用非可控IP软核与硬件木马寄存器传输级(RTL)代码灰度图谱的特征差异,提出一种基于图谱特征分析的IP软核硬件木马检测方法,通过图谱转换和图谱增强得到标准图谱,利用纹理特征提取匹配算法实现硬件木马检测。实验使用设计阶段被植入7类典型木马的功能逻辑单元为实验对象,检测结果显示7类典型硬件木马的检测正确率均达到了90%以上,图像增强后特征点匹配成功数量的平均增长率达到了13.24%,有效提高了硬件木马检测的效率。 展开更多
关键词 IP软核 硬件木马 灰度图谱 纹理特征 检测算法
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基于灰度图谱分析的IP软核硬件木马检测方法
8
作者 倪林 刘子辉 +2 位作者 张帅 韩久江 鲜明 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期44-51,共8页
随着芯片设计、制造、封装等流程的分工细化,利用第三方知识产权(IP)软核进行二次开发可以明显提升设计效率,减少重复工作。但是大量非自主可控IP软核被用于加速设计时,可能导致芯片在设计阶段被植入硬件木马,使得芯片安全性难以保证。... 随着芯片设计、制造、封装等流程的分工细化,利用第三方知识产权(IP)软核进行二次开发可以明显提升设计效率,减少重复工作。但是大量非自主可控IP软核被用于加速设计时,可能导致芯片在设计阶段被植入硬件木马,使得芯片安全性难以保证。当前IP软核安全检测方法主要依赖功能测试、代码覆盖率和翻转率分析,或在语义层面进行关键字匹配,且无法对加密IP软核进行检测。在分析硬件木马结构及其在IP软核中实现特征的基础上,利用非可控IP软核与“Golden”IP软核中寄存器传输级(RTL)代码灰度图谱的特征差异,基于Trust-Hub构建“Golden”软核集,提出基于灰度图谱特征的IP软核硬件木马检测模型和算法。以功能篡改型IP软核B19-T100为实验对象,通过调整合适的成像矩阵参数,利用分块匹配对比方式实现硬件木马检测,结果表明,该算法的检测精度达97.18%。在对B19、B15、S38417等5类共18个样本进行测试时,所提算法的平均检测精度达92%以上,表明其可实现对硬件木马的有效识别,检测精度和适用性较强。 展开更多
关键词 知识产权软核 硬件木马 灰度图谱 芯片安全 特征差异
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基于Veloce仿真器的DDR3 SDRAM故障模拟IP核设计
9
作者 田毅 刘畅 +1 位作者 谢莉 马世耀 《电子器件》 CAS 2024年第2期338-343,共6页
DDR3 SDRAM在高安全领域仍有广泛应用,为了在系统设计早期评估存储器故障对系统的影响,基于Veloce硬件仿真器设计了故障模拟IP核。该IP核基于Tcl脚本和BackDoor技术开发故障生成模块,能够模拟存储器器件软错误和硬错误故障;利用Tk工具... DDR3 SDRAM在高安全领域仍有广泛应用,为了在系统设计早期评估存储器故障对系统的影响,基于Veloce硬件仿真器设计了故障模拟IP核。该IP核基于Tcl脚本和BackDoor技术开发故障生成模块,能够模拟存储器器件软错误和硬错误故障;利用Tk工具箱整合了操作流程,提供了GUI操作界面,可设置故障发生的时机和故障点位。实验表明,该设计可以在仿真器中实现对该类存储器的故障模拟。 展开更多
关键词 硬件仿真 故障模拟 DDR3 SDRAM IP核
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CRYSTALS-Kyber算法的IP核设计与验证方案研究
10
作者 王东澳 范晓锋 +4 位作者 闵剑勇 殷浩 吴江 李宜 李冰 《电子与封装》 2024年第4期49-55,共7页
随着量子计算机的不断发展,现有的公钥密码算法随时面临着失效的危机。而抗量子密码(PQC)算法的出现,使得这一危机得到化解。与此同时,CRYSTALS-Kyber算法由于其安全性高、速度快等优点在美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化算法中脱... 随着量子计算机的不断发展,现有的公钥密码算法随时面临着失效的危机。而抗量子密码(PQC)算法的出现,使得这一危机得到化解。与此同时,CRYSTALS-Kyber算法由于其安全性高、速度快等优点在美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化算法中脱颖而出。为提高硬件实现的效率及安全性,提出了一种基于CRYSTALS-Kyber算法的知识产权(IP)核设计与验证的方案。介绍了该系统的硬件实现方法及其中包含的3个模块,密钥生成模块、加密模块和解密模块,研究了实现IP核的关键单元数论变换(NTT)、高级可扩展接口(AXI)以及仿真验证的具体方案,并对总体方案进行了可行性分析。 展开更多
关键词 抗量子密码算法 CRYSTALS-Kyber算法 加密 硬件实现 IP核
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用于LLC谐振拓扑的PFM发生器IP核设计
11
作者 芮天喆 曾庆立 《集成电路应用》 2024年第4期10-12,共3页
阐述LLC谐振拓扑的结构和频率特性,针对LLC谐振变换器对占空比固定为50%、频率可调节的需求,基于国产Seal 5000系列SA5Z-30-D1平台,提出一种带死区和互补输出的PFM发生器IP核。提出的IP核内部具有上下计数模式计数器和死区与互补生成模... 阐述LLC谐振拓扑的结构和频率特性,针对LLC谐振变换器对占空比固定为50%、频率可调节的需求,基于国产Seal 5000系列SA5Z-30-D1平台,提出一种带死区和互补输出的PFM发生器IP核。提出的IP核内部具有上下计数模式计数器和死区与互补生成模块,通过寄存器设置计数器最大值与自增量,以计数器方向信号作为PFM输出送入死区与互补生成模块,在死区与互补生成模块中产生反相信号并插入死区。通过示波器观测实际输出信号表明该IP核输出效果良好,可以灵活地输出可配置的带有死区、互补输出的PFM波形。 展开更多
关键词 集成电路 PFM FPGA IP核
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基于MicroBlaze的激光告警最小处理系统设计
12
作者 王忆夏 焦凯强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期915-919,共5页
为满足激光告警系统高角度分辨率与小型化设计兼容的需求,基于嵌入式系统开发流程,研究了MicroBlaze软核处理器的体系结构,设计并实现一个基于MicroBlaze软核的激光告警最小处理系统。该设计通过MicroBlaze软核搭建微处理器平台,与设备... 为满足激光告警系统高角度分辨率与小型化设计兼容的需求,基于嵌入式系统开发流程,研究了MicroBlaze软核处理器的体系结构,设计并实现一个基于MicroBlaze软核的激光告警最小处理系统。该设计通过MicroBlaze软核搭建微处理器平台,与设备功能所需的外设IP核联合完成可编程系统芯片(SOPC)的设计,单片集成处理的设计使得信号流转发生在单个芯片内部,大大提高了数据运算速度与数据交互的实时性。实验结果表明,该系统很好实现了对激光信号的采集、处理,与外部设备串口通信结果符合预期。 展开更多
关键词 激光告警 MICROBLAZE IP核 SOPC SDK
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基于国产FPGA的UDP协议栈IP核设计与实现
13
作者 李森 唐建 袁强 《空天预警研究学报》 CSCD 2024年第5期347-352,363,共7页
为了解决国外芯片供应的不稳定性以及满足设计自主可控的要求,在国产FPGA上采用硬件方式实现基于以太网的UDP通信协议,利用SystemVerilog语言设计了一种UDP协议栈IP核.该IP核支持主动ARP请求、被动ARP应答、ARP表查询、ICMP协议、IP协议... 为了解决国外芯片供应的不稳定性以及满足设计自主可控的要求,在国产FPGA上采用硬件方式实现基于以太网的UDP通信协议,利用SystemVerilog语言设计了一种UDP协议栈IP核.该IP核支持主动ARP请求、被动ARP应答、ARP表查询、ICMP协议、IP协议、UDP协议以及协议间的仲裁控制;同时支持AMD公司的三速以太网IP核,可以直接与三速以太网IP核适配.该协议栈IP核只采用常用的FIFO IP,其余均以源码形式设计,便于在其他国产FPGA上进行移植部署.最后将设计完成的IP核放在国微SMQ7K325TFFG900芯片上进行了测试.测试结果表明,该IP核可以实现UDP协议通信,性能良好. 展开更多
关键词 国产FPGA IP核 ARP协议 ICMP协议 IP协议 UDP协议
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高吞吐率流水线结构的ZUC-256流密码硬件设计 被引量:2
14
作者 刘云涛 申泽生 +1 位作者 方硕 王云 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期438-445,共8页
ZUC-256是为提供5G应用环境256 bit安全性而设计的流密码算法,数据处理速率是其核心性能之一,为此本文提出一种具有高吞吐率特性的硬件设计方案.该方案采用流水线拆分关键路径初步提升系统工作频率,并提出一种完成模(231-1)加算法的优... ZUC-256是为提供5G应用环境256 bit安全性而设计的流密码算法,数据处理速率是其核心性能之一,为此本文提出一种具有高吞吐率特性的硬件设计方案.该方案采用流水线拆分关键路径初步提升系统工作频率,并提出一种完成模(231-1)加算法的优化电路进一步缩短关键路径延迟,该模加结构相较于现有结构缩短了42%的逻辑延迟,能够显著提升系统工作频率和吞吐率.本研究分别采用Xilinx公司的Virtex-5器件、Alter公司的DE2-115器件和TSMC 90 nm工艺实现了该流密码硬件结构.实验测试结果表明,采用TSMC 90 nm工艺实现的ASIC系统工作频率最高达到1200 MHz,吞吐率可达38.4 Gbps,比现有研究成果提升71%. 展开更多
关键词 5G 祖冲之算法 知识产权核 高吞吐率 流水线
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基于UltraScale架构FPGA的DDR3用户接口优化系统 被引量:1
15
作者 文丰 李晴爽 李辉景 《电子技术应用》 2023年第12期98-102,共5页
为满足高速传输系统领域对于实时、高速数据采集与缓存的需求,结合Xilinx提供的基于UltraScale架构的XCKU060,在了解FPGA与DDR3相应节点的定义与特性的基础上,对其引脚进行合理分配连接,使其能够成功在IP核上运行使用。为了方便用户在... 为满足高速传输系统领域对于实时、高速数据采集与缓存的需求,结合Xilinx提供的基于UltraScale架构的XCKU060,在了解FPGA与DDR3相应节点的定义与特性的基础上,对其引脚进行合理分配连接,使其能够成功在IP核上运行使用。为了方便用户在软件方面的使用,在此基础上对其控制器接口引入读写FIFO和读写逻辑控制模块,优化了接口封装,并在VIVADO软件对读写过程进行测试。该方法可满足高速、大容量、实时数据的读写要求,充分发挥了DDR3存储的灵活性。 展开更多
关键词 XCKU060 DDR3 SDRAM 读写方案优化 IP核应用 FPGA引脚分配 数据采集存储
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多通道SRIO数据传输优化设计与应用 被引量:1
16
作者 文丰 徐胜 朱振麟 《单片机与嵌入式系统应用》 2023年第12期84-87,共4页
为了满足遥测系统大容量数据高速可靠传输的需求,提出了一种基于FPGA和Serial RapidIO(SRIO)的数据传输链路优化设计,传输链路为4x模式,传输速率为2.5 Gb/s。针对测试过程中链路异常被训练成1x模式而造成数据传输异常的现象进行深入分析... 为了满足遥测系统大容量数据高速可靠传输的需求,提出了一种基于FPGA和Serial RapidIO(SRIO)的数据传输链路优化设计,传输链路为4x模式,传输速率为2.5 Gb/s。针对测试过程中链路异常被训练成1x模式而造成数据传输异常的现象进行深入分析,采用上电复位和软件复位相结合的方法对传输链路进行优化,经测试验证,优化后的链路数据传输稳定,1路SRIO数据传输速率可达585 MB/s,且无丢帧、误码现象。该设计已成功应用于遥测系统项目,实现高速数据稳定传输。 展开更多
关键词 FPGA Serial RapidIO协议 SRIO IP核 4x模式 链路异常
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面向温度均衡的光片上网络映射
17
作者 朱爱军 卜鹏程 +2 位作者 胡聪 许川佩 古展其 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第4期118-121,126,共5页
光片上网络具有带宽高、时延低和传输稳定等优点,然而光信号在光片上网络中进行数据传输时存在串扰噪声和插入损耗,影响通信性能和能耗,且在环境温度发生改变时,影响将进一步加大。光片上网络中的IP核映射将直接影响网络的流量分布,从... 光片上网络具有带宽高、时延低和传输稳定等优点,然而光信号在光片上网络中进行数据传输时存在串扰噪声和插入损耗,影响通信性能和能耗,且在环境温度发生改变时,影响将进一步加大。光片上网络中的IP核映射将直接影响网络的流量分布,从而对网络的插入损耗和串扰噪声造成影响。文中提出的趋边快速映射算法以温度均衡为目标,通过将网络中的流量均匀分散到网络中以均衡网络温度。仿真结果证明:文中提出的映射算法在实现快速映射的同时,还能减少温度对网络传输能耗的影响。 展开更多
关键词 光片上网络 IP核映射 串扰噪声 温度均衡
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基于FPGA的UART自适应接收IP核设计
18
作者 徐胜 文丰 《单片机与嵌入式系统应用》 2023年第11期14-16,20,共4页
为解决串行传输时发送方波特率多变情况下接收方每次都需要与发送方进行波特率约定的问题,设计了UART自适应接收IP核,在FPGA内部设置波特率库,利用0校验位和空闲位持续时间准确识别波特率,实现了UART的自适应接收,同时基于VHDL将整个模... 为解决串行传输时发送方波特率多变情况下接收方每次都需要与发送方进行波特率约定的问题,设计了UART自适应接收IP核,在FPGA内部设置波特率库,利用0校验位和空闲位持续时间准确识别波特率,实现了UART的自适应接收,同时基于VHDL将整个模块封装为IP核,进一步提高了设计的通用性。通过Vivado内部仿真工具进行仿真,仿真结果表明,本设计可以在设置的波特率库下进行UART的自适应接收。 展开更多
关键词 FPGA 波特率库 自适应接收 串行通信 IP核
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基于PCIe的高精度低杂散信号源设计 被引量:2
19
作者 段雄风 张鹏 《自动化仪表》 CAS 2023年第1期12-17,共6页
为了在动态压力测试系统中提供1种精度高、便携式与可靠性强的信号源以完成校准测试工作,通过采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为控制核心,设计了1种高精度、低杂散的信号源。基于直接数字式频率合成器(DDS)基本原理,利用高速串行计算... 为了在动态压力测试系统中提供1种精度高、便携式与可靠性强的信号源以完成校准测试工作,通过采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为控制核心,设计了1种高精度、低杂散的信号源。基于直接数字式频率合成器(DDS)基本原理,利用高速串行计算机扩展总线(PCIe)标准发送上位机指令及大量波形数据,通过16位的4通道模数转换芯片DAC8544输出各类型信号。采用Xilinx提供的DDS Compiler知识产权(IP)核与Block Memory Generator知识产权(IP)核实现任意信号及调制信号的输出,以减少设计电路体积。此外,提出引用有限长单位冲激响应(FIR)滤波器插值滤波与相位抖动技术,对输出杂散进行了处理。试验结果表明,信号源频率范围为10 Hz~10 MHz,幅值±5 V可调,无杂散动态范围优于60 dB,频率误差在0.05%以内。该信号源输出信号精度高、杂散低,具有实际的应用价值,也可用于航空发动机、汽轮机等其他动态测试领域。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 信号源 直接数字式频率合成器 高速串行计算机扩展总线 DAC8544 知识产权核 有限长单位冲激响应滤波器
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基于FSMO的SVM训练核的设计与实现
20
作者 邓昊 冉峰 郭爱英 《微电子学与计算机》 2023年第2期136-145,共10页
为了解决支持向量机(Support Vector Machine,SVM)训练的复杂性与实时性,本文提出基于单循环的快速序列最小优化算法(Fast Sequential Minimal Optimization,FSMO)来构建新的SVM训练模型.首先,针对传统序列最小优化算法(Sequential Mini... 为了解决支持向量机(Support Vector Machine,SVM)训练的复杂性与实时性,本文提出基于单循环的快速序列最小优化算法(Fast Sequential Minimal Optimization,FSMO)来构建新的SVM训练模型.首先,针对传统序列最小优化算法(Sequential Minimal Optimization,SMO)中待优化乘子选择繁复问题,提出了轮询加随机的优选方法并设计了单循环迭代的FSMO训练架构,降低算法复杂度.其次,采用集中计算体系结构分模块设计了新的SVM训练IP核.并且将该SVM训练IP核移植到FPGA平台上进行了验证与分析.结果表明,相较于传统SMO的训练IP核,在训练准确率相似的情况下,基于FSMO的SVM训练IP核训练速度提升约39%,可节省约47%的硬件资源. 展开更多
关键词 支持向量机 嵌入式 分解 序列最小优化 IP核
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