一种针对Virtex-7加密位流的侧信道分析方法

随着FPGA在商业、国防等领域的广泛应用,出现了很多针对FPGA的攻击方法,电路安全性面临着极大挑战。为了进一步研究FPGA的安全机制,文章介绍了一种新的侧信道分析(SCA)方法,并首次在Xilinx Virtex-7芯片上分析了加密位流在加载过程中存在的安全漏洞。相比之前的攻击目标,Virtex-7芯片规模更大,采集的信号信噪比更低,攻击难度更大。之前的研究使用的是SASEBO或SAKURA这类专为SCA设计的测试板,而该文的分析是第一个在Xilinx官方评估板上进行的实例,由于官方评估板不是针对侧信道信号采集设计的电路板,因此需要经过处理才能获得足够的信噪比。使用电磁辐射作为侧信道测量值,在80万条电磁曲线内就能够获得一组密钥。通过密钥解密,得到明文位流,攻击者就能够对FPGA进行逆向分析、克隆等操作,从而影响FPGA的安全。

一种Virtex系列FPGA配置数据无损压缩算法

随着FPGA规模大幅度提高,配置数据的规模也迅速增加,从而导致FPGA重构时间的增加,并使得存储多个配置的存储器成为基于FPGA的嵌入式系统成本的最大因素.针对Virtex系列FPGA配置数据的结构特点,提出了一种基于LZW改进的配置数据压缩算法,并通过数字信号处理领域和数字通信领域的5个常用模块进行验证,取得了显著的压缩效果.

基于Virtex-4 FPGA的低功耗图像融合系统

基于电源模块、外部存储器和FPGA器件等具体分析了融合系统的低功耗设计。FPGA器件选择了Xilinx公司针对高性能信号处理的Virtex-4 SX35三百万门级芯片,电源模块采用TI公司的两片TPS54310和一片TPS54610,具有低功耗特性,电压调节范围为0.9～3.3 V,调节精度可达1%。外部存储器使用高速、低功耗的ZBT SRAM存储器,消除了标准SRAM器件存在的读和写周期间的等待状态和空闲周期,该功能可极大地改善存储器性能,在存在频繁的读/写操作变换时效果更佳。结合图像融合算法的特点和Virtex-4 SX系列FPGA的资源与技术优势,讨论了在总线编码、流水线设计和并行处理等方面的低功耗设计方法。结果显示:采用此技术设计的融合系统有效降低了系统的实际功耗,其动态功耗降幅可达50%,为提高融合系统的可靠性提供了有力支持。

基于Virtex5的PCI-Express总线接口设计

PCI Express技术已成为PC桌面电脑和图形设备的标准互联总线,占据着主要市场。它作为第三代I/O总线互联技术开始取代PCI,PCI-X技术,成为最主要的高速互联技术,其已应用在服务器、移动设备、工作站、网络设备、通信设备、工业控制设备、图形设备等领域。通过分析PCI Express协议原理和Virtex5 Lxt PCIE Endpoint block硬核模块结构功能,设计基于Virtex5 lx50t硬件板卡,实现了PCI Express的数据传输。

基于Virtex 系列FPGA的可编程嵌入式信号处理背板的开发设计

介绍了基于Ｖｉｒｔｅｘ系列ＦＰＧＡ和ＴＭＳ３２０Ｃ４０ＤＳＰ的可编程通用信号处理背板的设计和制作；并对Ｖｉｒｔｅｘ系列ＦＰＧＡ的性能和特点进行了分析；同时还叙述了可编程通用信号处理背板的调试；最后给出了背板应用开发实例。

Virtex5 FPGA GTP_DUAL硬核两个收发器独立使用的实现

在Xilinx的Virtex5系列FPGA中,基于高速串行通信技术的GTP_DUAL硬核包含了两个收发器,而Xilinx提供的Aurora IP软核代码如果只例化一个通道,将占用整个硬核资源,造成另外一个通道不能再被使用,致使FPGA资源利用率降低。通过对Aurora IP软核代码分析,在GTP封装代码中对未使用的通道添加和修改相应信号,并追加时钟模块、发送模块和接收模块等,实现了一个GTP_DUAL中两个收发器的独立使用,从而提高了FPGA资源利用率,降低了开发成本。该方案已在某重大军工项目中得到了应用。

基于Virtex-4的DCM动态重配置设计

介绍了Xilinx FPGA中DCM的结构和相关特性,提出了一种基于Xilinx FPGA的DCM动态重配置的原理方法,并给出了一个具体的实现系统。系统仅通过外部和Xilinx XC4VFX100相连的少数控制线,就可以在输入100 MHz时钟源的条件下,对DCM进行50～300 MHz范围内准确、快速地变频。本设计系统具有接口简单、实时性强、稳定性高等特点,目前已成功应用到某星载系统中。

基于Matlab的Virtex-4平台代码自动生成研究

在Matlab环境下,通过Simulink工具箱对Virtex-4平台建立系统模型,并进行软件仿真;再通过SystemGenerator生成基于目标板的硬件协仿真文件,进行硬件仿真并与软件仿真的结果进行比较.对系统模型进行验证,确定其满足设计要求后,通过System Generator生成该模型的HDL文件或网表,在Xilinx的ISE开发环境中进行调用,或者直接生成比特流文件下载到Virtex-4平台目标系统运行,观察代码执行情况.结果表明,基于Matlab的代码自动生成方法可缩短软件设计开发周期,显著提高系统调试和产品升级的灵活性和可靠性.

面向航天应用的Virtex5系列FPGA单粒子翻转防护技术

针对Xilinx Virtex5系列器件开展了器件架构、器件单粒子敏感性和单粒子翻转防护技术的研究,针对翻转截面较大的配置存储区实现了配置区自动回读刷新纠错技术,仿真验证结果证明提出的方法正确有效,具有较大工程应用价值。

基于Virtex-5FPGA的系统监测器设计

Virtex-5FPGA系列器件自带的系统监测器模块为数字多普勒接收机中片上温度和供应电压的监测提供一种简单而高效的解决方案。在Xilinx ISE10.1开发平台中,利用Xilinx提供的系统监测器模块,根据要求设计一个系统监测器并仿真设计。然后,在ChipScope中,通过JTAG接口观测器件的温度和供应电压并测试设计的内部信号,并给出测试结果。

Virtex系列FPGA的SelectMAP配置接口电路

Ｖｉｒｔｅｘ系列ＦＰＧＡ是Ｘｉｌｉｎｘ公司近期推出的一种高密度、大容量的现场可编程门阵列。本文介绍了它的配置方式，重点介绍了８位的ＳｅｌｅｃｔＭＡＰ端口配置方式，并给出了一个从ＳｅｌｅｃｔＭＡＰ用并行ＥＰＲＯＭ对Ｖｉｒｔｅｘ进行配置的接口电路。

Virtex系列FPGA芯片的数据流结构

Virtex型FPGA芯片是Xilinx公司芯片系列中的一种,Virtex系列的数据流及配置逻辑与XC4000的数据流及配置逻辑有显著不同,但却与Xilinx的FPGA家族保持了很大的兼容性。这里详细介绍了Virtex系列FPGA芯片的数据流大小及结构。

基于ADSP21060和Virtex II的图像处理系统设计

介绍一种基于ADSP21060和Virtex II的星载图像处理系统。分析了图像处理系统的功能和任务,给出了处理系统的硬件结构、FPGA的功能模块、DSP的软件框架和模块。通过地面原理样机开发,验证了系统设计的正确性和高效性。

VIRTEX-4~FPGA在红外相机控制中的应用

随着电子技术的不断发展,可编程片上系统(SOPC)逐渐成为系统开发重要的方向。介绍了先进的SOPC平台VIRTEX-4的基本结构和特点,以及基本开发流程,并根据红外相机控制的实际需求,采用1553B总线与上位机实现指令和数据通信。在内嵌的PowerPC硬核中解析指令,FPGA中的控制功能单元根据指令对相机输出控制时序,完成控制功能,并以低电压差分信号(LVDS)方式采集和传输相机图像数据。相对传统的方案基于SOPC的控制模块具有高性能,低功耗,高集成性和灵活性的特点。

新一代FPGA:Virtex Ⅱ-PRO

PSOC的设计平台 Virtex II-PRO系列在Virtex II系列FPGA的基础上嵌入了高速串行I/O接口和IBMPowerPC处理器,该系列的XC2VP12S嵌入4个IBM PowerPC405处理器和可选择24个3.125Gbps的Rocket I/O串行收发器。Virtex II

用APEX 20KE和Virtex实现CAM的比较

内容可寻址存储器CAM是一种快速匹配存储器件,在通信、雷达等许多领域有着广泛的应用。本文在介绍CAM基本原理的基础上,提出在两类新型FPGA上实现CAM的设计方法,并对两类FPGA实现CAM的性能进行分析和比较。

基于VIRTEX架构的FPGA布线资源测试技术

FPGA内部可编程布线资源所占的晶体管数量是所有模块中最多的,其故障发生率也最高,因此布线资源的测试是一个重要的研究领域,也是FPGA测试中的一个难点。通过对基于VIRTEX架构的FPGA布线资源的六长线、长线、单长线的测试技术研究,采用通用方法的组合进行测试,测试程序可读性好、可复用性高,实现了对布线资源测试故障覆盖率高、故障定位准确。

Virtex-7 FPGA DDR3电路的设计与仿真研究

Virtex-7 FPGA属于高端高性能FPGA产品,在高速网络设备中得到了越来越广泛的应用,外接大容量高速DDR3存储是Virtex-7 FPGA电路设计需要解决的关键问题之一。介绍了Virtex-7 FPGA外接DDR3存储电路的设计方法,包括接口电路设计,时钟电路设计和供电电路设计。针对Virtex-7 FPGA对DDR3的拓扑及PCB布线设计要求,利用仿真工具Hyper Lynx进行了信号完整性仿真分析和验证,可以满足设计要求。

Virtex-6 FPGA的三种串行通信协议测试及对比

本文针对较为常用的Aurora 8B/10B、PCI Express 2.0和Serial RapidIO 2.0三种协议进行测试及对比分析。首先搭建了基于Virtex-6FPGA的高速串行协议测试平台;然后设计并分别实现了三种协议的高速数据通信,测算了协议的实际传输速率;最后结合测试结果,从协议层次结构、链路数目、链路线速率、数据传输方式、协议开销、拓扑结构、设备寻址方式、应用领域等方面对三种协议进行了比较,可为三种协议的选用、测试和工程实现提供参考。

基于Virtex6的高速串行数据采集与传输

随着现代工业科技飞速发展,某些特定的大容量数据系统要求有很高的采样频率及较高的通信效率。本文通过ADC12D800RF实现高速采样,并基于Xilinx Virtex6FPGA的GTX高速串行接口实现可靠高速传输,从而满足大容量高速数据系统的要求。