Verilog HDL语言的AES密码算法FPGA优化实现

AES密码算法是目前广泛使用的一种加密算法。为了对AES算法进行优化,通过对密钥扩展模块重复调用,实现代码的高效利用。具体方法为在AES算法进行加解密运算时,其中所需的密钥可在其他模块执行时重复调用,即一次生成十轮密钥,通过控制模块实现轮密钥加运算。详细叙述了改进后AES算法的Verilog HDL硬件语言实现,特别是对具体实现过程中关键核心代码进行了清晰描述,经modelsim6.1f仿真验证正确后进行了FPGA硬件实现,对FPGA硬件实现进行了实验结果正确性验证。实验结果表明,优化后的AES算法在Xilinx Virtex-V FPGA上仅占用了3 531个Slice,5 522个LUT,与同类加密算法实现所需的资源数对比,在性能同等条件下占用面积更少,可满足芯片的较小面积应用需求,从而可以使得AES算法应用于目前流行的各种小面积智能卡上。     

基于FPGA的信号量管理模块的设计

针对软件实时操作系统的开销给嵌入式系统带来性能退化的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统的方案,设计了一个硬件信号量管理模块并用Verilog HDL硬件描述语言进行描述。仿真结果验证了这一设计的正确性,且其创建、请求和发送信号量操作的执行速度比μC/OS-Ⅱ中信号量管理部分明显提高。     

基于Verilog HDL设计的PWM输出控制

介绍了一种利用硬件描述语言Verilog HDL设计PWM输出控制的方法,用以实现电机控制、交流检测等功能.并以电机控制为例,重点对硬件电路和软件设计进行了论述.与纯硬件电路相比,硬件描述语言VerilogHDL设计的电路可以根据需要随时进行改变,使得电路的实时性和设计弹性得到了较大的提高.     

基于Verilog HDL设计的PWM输出控制

介绍了一种利用硬件描述语言Verilog HDL设计PWM输出控制的方法,用以实现电机控制、交流检测等功能。并以电机控制为例,重点对硬件电路和软件设计进行了论述。与纯硬件电路相比,硬件描述语言VerilogHDL设计的电路可以根据需要随时进行改变,使得电路的实时性和设计弹性得到了较大的提高。     

基于FPGA的CRC-5算法的实现

介绍了循环冗余校验CRC算法原理和校验规则,分析了CRC校验码的具体计算方法,并以CRC-5为例,给出了使用硬件描述语言Verilog HDL来实现CRC-5算法的流程图,在程序中实现的是串行移位计算,并以Altera公司开发的EDA工具QuartusⅡ作为编译、仿真平台,选用Cyclone系列中的EP1C6Q240C8器件,完成了CRC-5编码器的FPGA实现,其实现速度可达400MHz。     

基于Verilog HDL语言的全自动洗衣机控制器的设计与仿真

介绍了基于Verilog HDL语言的全自动洗衣机控制系统的设计与仿真.分析洗衣机每个洗衣步骤,抽象出加水、洗涤、漂洗、甩干等状态,建立有限状态机,并确定状态机的状态转换条件和输入输出信号;利用Verilog HDL硬件描述语言进行模块代码开发设计;通过QuartersⅡ软件和Modelsim软件进行编译和仿真,产生相应的仿真波形,以直观的形式辅佐结论.利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)教学实验箱进行功能验证,结果证明所设计的洗衣机控制器能够实现洗衣过程的自动控制,具有很强的实用性.     

单片机与FPGA逻辑接口的Verilog实现

提出了一种FPGA与MCS51单片机接口的逻辑实现方法,并给出了Verilog硬件描述语言的源程序。本设计在实际电路中得到验证,其性能是可靠的。     

基于Verilog HDL的卡尔曼滤波器的仿真研究

文章对卡尔曼滤波器的算法的5个递推方程进行了详细的介绍,并采用Verilog HDL硬件描述语言对卡尔曼滤波器的算法进行了仿真研究.通过仿真分析,结果表明卡尔曼滤波器的系统过程噪声、测量噪声、系统阶数(递归次数)等因素对滤波结果有影响。     

实验用FPGA运动控制原型系统的设计与实现

根据当前FPGA市场快速繁荣发展及其工业应用迅速普及的需求,设计了一种实验用基于FPGA的三轴运动控制原型系统。该系统采用Altera的cyclone IVE系列芯片,使用Verilog HDL语言,在DE2—115FPGA开发板上实现电机起停控制、电机正反转控制、调速控制、PWM产生、LCD显示等模块的功能,有助于学生掌握FPGA的设计与开发,并可作为运动控制实验课程的参考。     

基于Verilog HDL的14层电梯控制系统

采用Verilog HDL语言,实现了14层电梯控制功能.设计中有2个进程,分别是状态机进程和信号灯控制进程.其中状态机进程是主要进程,信号灯控制进程是辅助进程,两者相互配合完成整个控制过程.整个控制系统采用Quartus II软件仿真设计,采用DE1的FPGA开发板对所设计的程序进行了硬件调试,由硬件调试结果可看出,所设计的控制系统能实现14层电梯楼层调换功能,且具有很强的实用性和适应性.     

基于FPGA的图像采集系统设计与实现

图像采集是数字化图像处理的第一步,开发图像采集平台是视觉系统开发的基础.本课题提出了基于FPGA的图像采集系统整体实现方案.采用Verilog HDL语言编写程序,并用Modelsim等软件进行联合仿真,然后下载到DE2开发板实现图像采集功能.     

基于Verilog HDL的有限状态机设计

介绍Verilog硬件描述语言(HDL)历史及其特点,有限状态机(FSM)广泛适用于设计数字系统的控制模块,包括组合逻辑和寄存器逻辑,设计的可综合状态机有多种编码风格,语言描述较为抽象,通过研究总结一般编写状态机的方法、步骤和设计要点来设计一个自动转换量程的频率计控制器并对之进行仿真。     

基于FPGA并行分布式算法的FIR滤波器的实现

采用FPGA实现FIR数字滤波器硬件电路的方案,基于只读存储器ROM查找表的并行分布式算法,设计文件采用Verilog HDL语言进行描述.该设计方案在MAX PlusⅡ上进行了实验仿真和时序分析.结果表明:它克服已有软件和硬件难以达到的对信号处理缺陷,既具有实时性,又兼顾了一定的灵活性,完全可以达到实际应用的要求.另外,对优化硬件资源利用率、提高运算速度等工程实际问题也进行了探讨.     

基于Verilog HDL的简易数字频率计设计

利用“自顶向下”的设计方法,采用VerilogHDL硬件描述语言和原理图描述相结合的方式,设计了简易数字频率计系统,并在Quartus11软件环境下对设计项目进行了编译和时序仿真。仿真结果表明,该设计能根据输入信号频率进行量程自转换调整。给出了测量结果并在实验板上4位七段数码管上进行正确显示．     

使用Verilog语言的数字VLSI设计

自从Verilog语言由Phil Moorby最初发明之后，该语言和它的使用发展得很快。开始时平均设计的大小是一万个门左右，模拟以验证设计是它的主要用途，但是从那时到现在在设计的尺寸方面已惊人地增长。对于大多数的设计而言，来自RTL的自动逻辑合成已经成为标准的设计流程。这种语言确实已经进化，并且被重新标准化。     

基于Verilog HDL的DDS相位累加器的一种优化设计

通过对基于VerilogHDL的DDS相位累加器的传统设计方法的对比分析,提出了应用流水线技术加法器与寄存器结合在一起进行相位累加器设计的方案,该方案既具有提高速度又具有节约资源的优点,并且以一个八位相位累加器为例,给出了实验仿真结果。     

基于CPLD的实时视频采集模块

设计实现了一个基于CPLD的实时视频采集模块.该模块采用SAA7111A增强型视频处理器、CPLD和FIFO芯片实现了视频的实时采集,为后续设备对视频的处理提供了有效数据.重点介绍视频模块接口的时序,并给出了相应的Verilog HDL代码.     

基于FPGA数字钟的设计与实现

伴随着集成电路(IC)技术的发展,电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段,经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域.本设计给出了多功能数字钟自顶向下(TOP)的设计思想和实现方案,采用结构描述风格,依据功能将系统分为五个模块组成:分频模块:控制模块、计数器模块、闹铃模块、显示模块,并用Verilog HDL实现各个功能模块,图形输入法生成顶层模块.最后在EDA工具MAX PLUS II下进行仿真,验证数字钟FPGA设计的正确性和实用性.     

正弦内插算法的FPGA实现

在设计实现数字存储示波器的过程当中,数字内插技术已经成为必须要掌握的重要技术之一.根据示波器的性能指标有效存储带宽,设计了一种基于正弦内插算法的数字内插方法.该数字内插方法中所有模块均利用Verilog语言在Altera的FPGA芯片EP3C25E144C8上得到了实现和验证.该正弦内插算法中增采样的实现不同于传统方法中的补零法,而是采用数据保持的方法.介绍了正弦内插算法的详细推导、插值核的优化方法以及FPGA的具体实现,最后给出了整个设计分别在Matlab和ModelSim-Altera 6.6d下的仿真结果.