对LVDS的高速串行数据传输系统设计浅析

本文提出了一种采用LVDS高速串行总线技术的传输方案。该方案既满足了长距离和高数据传输速率的要求,又降低了互连总线的复杂度和系统成本。完成了基于FPGA的LVDS高速串行传输电路设计。     

12位100 MHz Bicmos流水线模数转换器的设计

为了解决流水线结构模数转换器(ADC)的高速度、高精度和大动态范围兼顾问题,提出了一种改进的2.5 b/级与1.5 b/级结构相结合的系统设计方案.该系统中,流水线第1级采用2.5 b/级结构,2～10级均采用1.5 b/级结构,改进后的结构增大了系统的动态范围,同时更加模块化,降低了电路设计的复杂度.设计了2级Bicmos运算放大器,并提出了一种全新的应用于1.5 b/级结构的差分比较器.所设计的运算放大器可同时实现高增益、大带宽,电路速度快,不需要额外的补偿电容,可应用于高频环境,并具有较大的输出摆幅.所设计的差分比较器电路简化,节省了元件,不需电阻分压网络产生参考电压,减小了芯片面积.ADC系统采用0.35 μm Bicmos工艺技术和3.3V工作电压,经仿真实验,在100 MHz的采样频率下,该系统的信噪比为73.7 dB,对应的有效位为11.95 b,无杂散动态范围为87.4 dB,实现了12位高分辨率和100 MHz的高采样速度.     

基于SOPC技术的IPv4/IPv6转换网关的设计

作为沟通高速IPv4、IPv6网络的关键设备,协议转换网关对转发速度、时延、负荷量等性能有很高的要求,目前的方案都无法完全满足这一要求,为此提出了基于SOPC技术实现IPv4/IPv6地址协议转换网关的新方案.在实现过程中,基于自顶向下的设计思想,采用原理图和VHDL语言相结合的设计方法,在单片FPGA器件上实现该系统;系统仿真和实验表明,系统的转发速度最高达到800 Mbps、在v4到v6方向和v6到v4方向上的时延分别是40 ns、96 ns.     

高速高效信道化接收机及其FPGA实现

讨论了基于多相滤波器组的高速高效信道化接收机基本原理以及FPGA具体实现方案.该方案利用多相滤波的高效性和FFT的灵活性,大大降低运算速率和运算量,能够对前端上百兆带宽信号进行实时处理.系统仿真结果证明了该方法是对宽带信号具有全概率截获的能力.     

利用状态机实现可定制的工作流设计

在ERP(Enterprise Resource Planning企业资源计划)系统开发过程中,工作流的管理是最核心的内容.利用状态机(Finite State Automata)来实现可定制工作流的设计,可以降低ERP产品设计的复杂度.通过软件的流程设置功能,能方便地配置出适合企业实际情况的高效合理的工作流,而且对企业现有的流程改造幅度很小.采用状态机进行业务逻辑的设计,实现可定制的工作流,会收到很好的效果.     

高速网络数据采集方法研究

随着网络应用的高速增长，运行于通用操作系统，依靠分组截获工具得到网络数据的网络监测系统和入侵检测系统不能适应高速网络环境、重点研究利用通用计算机硬件系统，通过对操作系统的改造，提高网络数据采集速度，以适应高速网络监测的需要．     

现代雷达中的高速FFT设计

针对FFT专用处理器无法满足现代雷达高速实时信号处理的要求,提出了四种高速FFT的设计方案。方案在分析比较各种FFT算法的基础上,兼顾速度、资源和复杂度三个方面,选用基4算法,利用CORDIC算法产生旋转因子,点数和字长均可灵活配置,工程可实现性强。设计方案的性能分析和硬件实现验证了设计方案的有效性,适应现代雷达的不同处理要求。     

基于FPGA的高速数据传输方案设计与实现

为解决目前信号处理系统中数据传输的瓶颈问题,设计并实现了一种基于可编程门阵列(field programma-ble gate array,FPGA)的高速实时数据传输方案.该方案借助Xilinx FPGA的ChipSync技术,稳定地完成了数据的串化/解串,以及通信链路相对延迟的精确测量和调整.同时,利用提出的数据传输同步方法一系统同步和串行低压差分信号(low-voltage differential signaling,LVDS)总线技术实现板卡间大量数据的高速传送,有效地保证了多通道传输的同步性和可靠性,并大大降低了系统互联的复杂度和系统成本.     

高速网络入侵检测系统流量分配器

入侵检测技术是维护网络安全的一种重要手段。为了克服现有入侵检测系统在处理速度上的不足,该文提出了一种基于网络处理器和处理机群的高速入侵检测系统结构。重点讨论如何采用网络处理器实现系统中的流量分配器。对网络处理器的多线程数据采集、流量分配两个算法作了详细的分析。研究结果表明,经过算法优化,采用网络处理器IXP 1200实现的流量分配器可以完成1 G b.-s 1以上数据的实时采集,基于目的媒体接入控制(M AC)地址的转发策略在维护信息完整性和降低处理复杂度两方面体现了很好的折中,达到了合理的流量分配。     

基于FPGA的高速数据传输方案设计与实现

为解决目前信号处理系统中数据传输的瓶颈问题,设计并实现了一种基于可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的高速实时数据传输方案。该方案借助Xilinx FPGA的ChipSync技术,稳定地完成了数据的串化/解串,以及通信链路相对延迟的精确测量和调整。同时,利用提出的数据传输同步方法-系统同步和串行低压差分信号(low-voltage differential signaling,LVDS)总线技术实现板卡间大量数据的高速传送,有效地保证了多通道传输的同步性和可靠性,并大大降低了系统互联的复杂度和系统成本。     

有限状态机在开放式数控系统中的应用

为了克服传统编程模式开发的控制程序可移植性差、维护困难等缺点,研究了采用FSM开发CNC系统软件的方法.介绍了FSM的基本原理并提出了对复杂系统采用层级式FSM建模的方案;分析了开放式CNC系统的主要软件模块构成,并简要描述了主要软件模块的FSM行为模型;介绍了基于FSM的系统重构机理,使用FSM可以实现软件单元的功能定义和控制逻辑分离,提高系统重构的柔性;基于FSM的系统重构机理,研究了在系统中扩充自适应调节进给速度功能的方法.     

高速IDS中一种改进的数据包捕获方法的研究

在大的网络流量环境和中断批处理的情况下,数据包捕获的丢包率出现了急剧地上升.如何降低数据包捕获的丢包率是高速IDS研究的难点之一,针对这一问题,提出了一种改进的数据包捕获方法,它将Libpcap整合到Linux内核中,并结合了基于NAPI的自适应轮询方法和Linux的内存映射机制,减少了中断与系统调用的开销.实验证明,在数据包长度较小的情况下,所提方法可有效降低丢包率和CPU占用率,从而改善了包捕获的性能.     

分布式IEC61850 MMS报文监测系统研究与实现

随着数字化变电站不断增多,原有的集中式IEC61850站控层MMS报文检测系统不能满足分布式应用的要求。文中分析MMS报文结构,设计在嵌入式Linux装置中进行分布式MMS报文采集,通过网络通信流程,与后台服务器组成分布式监测系统。结合系统的实现,进行了实现难点分析和总结,并为下一步的改进完善指出了方法。     

基于Linux的高性能网络数据捕获技术研究

以Linux操作系统中BPF数据包捕获机制为研究对象,着重分析了高速网络环境下数据拷贝、频繁硬件中断对数据包捕获性能的影响．结合“零拷贝”思想,提出一种使用带缓存的内核协议簇PF—RING机制,详细介绍了PF—RING在Linux核心下的实现．仿真实验验证了该方法的可行性．     

一种面向软件测试的切换式捕包系统的设计和实现

通过分析模拟捕包的特性,总结出它能为网络流分析类软件的开发和测试带来便利,并在此基础上,设计了一种便于测试的切换式捕包系统。详细描述了该系统设计、实现及测试的过程。该系统通过命令行参数,能进行真实捕包和模拟捕包的灵活切换。使用该系统可以达到简化程序调试过程以及快速定位软件性能瓶颈的目的。     

一种基于linux软中断机制的计费网关系统

为了找到一种既有较高的系统性能,又有丰富控制功能的合理计费系统,分析了目前校园网的几种计费模式及其优缺点. 针对目前应用最广泛的计费网关模式分析了linux网络协议栈对数据包的处理流程,提出了一种通过软中断机制的数据包获取方法,即通过重新定义处理数据包的软中断tasklet接管原系统对数据包的处理;后续处理加入自己需要的一些对数据包的控制模块,实现了一种兼顾性能和控制的合理的计费网关系统.     

基于设备轮询机制对频繁中断响应的改进

对目前存在的数据包捕获机制进行分析研究,发现影响捕包性能的主要因素在于:数据包在传输过程中冗余的拷贝、频繁的中断响应以及上下文切换所造成的开销。主要针对影响捕包性能因素之一—频繁的中断响应,分析网卡工作方式和传统捕包平台的数据包传输过程,运用设备轮询机制改进频繁的中断响应,以实验进行验证并对数据结果加以分析。     

基于NDIS的入侵检测系统设计与实现

在提高入侵检测速度和减少误报、漏报这2个方面展开了研究。文中基于NDIS中间层驱动程序,引入协议分析技术作为入侵分析的预处理模块,提出了一种入侵检测模型,并对其中的数据采集模块和协议分析模块进行了实现。在数据采集模块中设计并实现了基于Windows操作系统NDIS中间层驱动程序的数据捕获机制,该模块在Windows系统核心态中运行,与物理网卡驱动程序相邻,可以最大程度上减少数据捕获过程中产生的重复拷贝。而协议分析模块分成核心态协议分析模块以及用户态协议分析模块,通过Windows系统中的事件机制与文件映射机制实现了二者之间的通信,利用中间层驱动实现了核心态协议分析模块,最后利用核心态协议分析模块实现了对几种常见攻击的检测。     

基于网络的入侵检测系统的感应器组件

从简化入侵检测系统的构造出发,设计和实现了一个基于网络的入侵检测系统的感应器组件.该组件提供了较为全面的功能,包括采集网络数据、IP重组、TCP层重组和基于多种应用层协议的数据还原.该组件具有灵活的模块化结构,提供了很好的复用性和扩展性,并实现了自定义加载的功能.用户可以根据实际需求定制组件的大小,或者添加自定义的模块到组件中.     

基于WinPcap的公安信息网络数据包捕获分析系统研究

随着公安信息网络的迅猛发展,各项公安工作对公安信息网络的依赖程度越来越高,然而公安信息网络的安全保密工作正面临严峻的挑战．采用WinPcap对公安信息网络中捕获的数据包进行分析,能够让管理员深入了解和掌握当前网络运行状态,因此研究网络底层数据包的捕获和分析技术对于保障公安信息网络安全有着重要的意义．WinPcap提供的驱动接口,可以在数据链路层实现对网络数据流的捕获和分析．笔者对WinPcap的结构和功能进行了详细的介绍和分析,阐述了基于WinPcap捕获和分析网络数据包的方法和主要步骤．本系统采用采用VC＋＋编写,能过滤用户指定的IP地址、端口号和网络协议的数据包,并在界面实时显示数据包的具体信息．