短波通信控制板的设计与实现

发布时间：2017-11-02 00:17

  本文关键词：短波通信控制板的设计与实现

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【摘要】：本文研究内容源自科研课题“短波选频与建链系统技术研究”。根据该系统的工作原理与安全需求,本文重点研究该系统中通信控制板硬件平台与系统身份认证方案的设计与实现。本文主要的工作和成果如下:1、对短波选频与建链系统进行了研究。首先按照短波与建链系统的设计需求和目的,研究了其总体方案,并给出了整个通信系统的架构图;其次研究了短波通信建链器在整个系统所起的作用,并给出了它的硬件设计结构;最后研究了短波通信控制板在整个系统所充当的角色,重点论述了选择TM4C129微处理器作为其整个硬件平台的主控芯片的理由,并给出了该板硬件组成结构图。2、对短波通信控制板的硬件平台进行了设计、实现与验证。在该短波通信系统中,通信控制板主要负责建链通信协议。根据这个设计需求和目的,研究了该通信控制板基于ARM Cortex-M4的硬件平台的设计与实现。首先分析了ARM Cortex-M4系列处理器以及TM4C129微处理器的基本特征;其次给出了该通信控制板中关键元器件的选型原则及外围电路的设计过程;然后给出了关于通信控制板硬件PCB设计、调试以及实现的过程;最后通过测试和实际应用,验证了该通信控制板硬件平台可以满足系统预期目标与设计需求。3、对短波通信控制板的身份认证方案进行了设计、实现与验证。根据通信控制板的知识产权保护需求,研究了其基于FPGA的身份认证方案的设计与实现。首先分析了嵌入式系统常见的各类安全危险和各种攻击破解方法;其次给出了身份认证的总体设计方案,并分析了FPGA处理器的芯片选型原则;然后通过Verilog HDL语言编程实现了整个身份认证方案,并利用ModelSim软件仿真了该方案的各个模块;最后通过测试,验证了该身份认证实现方案的正确性。
【关键词】：短波通信 通信控制板 Cortex-M4 FPGA 身份认证
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 短波通信的发展概述15-16
• 1.2 本课题的研究背景与意义16-17
• 1.3 论文的工作安排17-19
• 第二章 短波选频与建链系统的总体方案设计19-25
• 2.1 短波选频与建链系统的相关理论基础19-20
• 2.2 短波选频与建链系统的总体方案设计20-22
• 2.3 短波建链控制器的硬件结构设计22
• 2.4 短波通信控制板的硬件结构设计22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 短波通信控制板硬件平台的设计与实现25-45
• 3.1 ARM Cortex-M4嵌入式系统相关技术介绍25-27
• 3.1.1 ARM Cortex-M系列处理器概述25-26
• 3.1.2 ARM TM4C129微处理器简介26-27
• 3.2 通信控制板基本电路的设计与实现27-40
• 3.2.1 UART电路27-29
• 3.2.2 以太网网口电路29-30
• 3.2.3 音频信号转接电路30-34
• 3.2.4 电源电路34-38
• 3.2.5 时钟与复位电路38-40
• 3.3 短波通信控制板PCB的设计40-42
• 3.4 短波通信控制板的测试与验证42-44
• 3.4.1 通信控制板的焊接与调试42
• 3.4.2 通信控制板的软件测试与验证42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 基于FPGA的身份认证方案的设计与实现45-63
• 4.1 嵌入式系统安全分析45-46
• 4.1.1 潜在的安全性问题45
• 4.1.2 破解嵌入式系统的方法和预防措施45-46
• 4.2 身份认证方案的总体分析46-49
• 4.2.1 身份认证的方案分析46-47
• 4.2.2 身份认证方案的整体设计分析47
• 4.2.3 系统单次身份认证的流程概述47-49
• 4.3 身份认证方案的具体实现49-61
• 4.3.1 FPGA的芯片选型分析与项目开发流程概述49-52
• 4.3.2 身份认证方案的基本模块实现与仿真分析52-58
• 4.3.3 身份认证方案的测试与验证58-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 结束语63-65
• 参考文献65-67
• 致谢67-69
• 作者简介69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 曹荣祥;陈双龙;;一种增强嵌入式系统安全性的安全防护技术[J];指挥控制与仿真;2007年06期

2 董彬虹;李少谦;;短波通信的现状及发展趋势[J];信息与电子工程;2007年01期

3 郭春霞,裘雪红;嵌入式系统安全的研究与设计[J];电子科技;2005年08期

4 沈琪琪;;现代高频无线电通信及其发展[J];军事通信技术;1988年02期

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本文编号：1129164