- •Часть 1
- •Часть 1
- •Введение 5
- •4.2.1. Обзор альтернативных решений 92
- •1. Проблемы проектрования фильтров с конечной импульсной характеристикой
- •1.1. Фильтры с конечной импульсной характеристикой
- •В большинстве приложений используются нерекурсивные фильтры с точно линейной фчх. Для такого фильтра передаточная функция имеет вид:
- •1.2. Синтез передаточных функций цифровых ких-фильтров в области дискретных и целочисленных значений коэффициентов
- •1.2.1. Критерии оптимальности решения
- •1.2.2. Начальные приближения
- •1.3. Основные этапы проектирования ких-фильтров
- •1.5. Пути повышения быстродействия устройств цифровой обработки сигналов в интегральном исполнении с применением модулярной арифметики
- •2. Варианты реализации цифрового фильтра
- •2.1. Цифровой ких-фильтр с единичными коэффициентами
- •2.2. Цифровой ких-фильтр с коэффициентами вида 2n
- •3. Методика проектирования цифровых ких-фильтров
- •3.1. Основные свойства и понятия модулярной арифметики
- •3.2. Структура устройств цифровой обработки сигналов в модулярной арифметике
- •3.3. Основные вычислительные процедуры в устройствах цифровой обработки сигналов и особенности их аппаратной реализации
- •3.2.1. Принципы построения модулярных сумматоров.
- •3.4. Вариация исходных параметров взвешенной чебышевской аппроксимации в задаче синтеза ких-фильтров без умножителей
- •3.4.1. Постановка задачи
- •3.4.2. Предварительные замечания
- •3.4.3. Возможные алгоритмы
- •3.4.4. Примеры синтеза
- •3.5. Синтез цифровых ких-фильтров без умножителей с помощью генетических алгоритмов
- •3.5.1. Введение
- •3.5.2. Применение генетических алгоритмов к синтезу фильтров
- •3.5.3. Выводы и будущие исследования
- •4. Применение цпос и плис для систем защиты информации
- •4.1. Использование плис в системах защиты информации
- •4.1.1. Способы защиты информации
- •4.1.2. Средства защиты информации
- •4.1.3. Разовые расходы на проектирование и внедрение в производство
- •4.1.4. Производительность
- •4.1.5. Цена
- •4.1.6. Настраиваемость
- •4.1.7. Масштабируемость
- •4.1.8. Доступность
- •4.1.9. Защищенность от взлома
- •4.1.10. Возможность перепрограммирования
- •4.2. Постановка проблемы
- •4.2.1. Обзор альтернативных решений
- •4.3. Описание реализации
- •4.3.1. Блок управления
- •4.3.2. Блок оценки частоты помехи
- •4.3.3. Канал обработки
- •Для уменьшения неравномерности предлагается следующая структура построения фнч канала обработки. Структурная схема фнч канала обработки представленная на рис. 4.11.
- •4.3.4. Выходное ару
- •4.4. Тестирование и заключение
- •1. Модульная схема программы
- •2. Описание программы
- •3. Руководство пользователя
- •Рис п.3. Главное окно программы
- •4. Анализ результатов работы программы
- •Параметры ачх для однородного цифрового фильтра с ких
- •Часть 1
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
В.И. Борисов
А.В. Гармонов
П.Л. Савинский
Г.А. Кащенко
Д.А. Погорилко
Р.В. Семенов
УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ
И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ КИХ-ФИЛЬТРОВ БЕЗ УМНОЖИТЕЛЕЙ И НА ОСНОВЕ МОДУЛЯРНОЙ АРИФМЕТИКИ
Часть 1
Учебное пособие
Воронеж 2007
ГОУВПО
“Воронежский государственный технический университет”
В.И. Борисов А.В. Гармонов П.Л. Савинский Г.А. Кащенко Д.А. Погорилко Р.В. Семенов
УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ
И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ КИХ-ФИЛЬТРОВ БЕЗ УМНОЖИТЕЛЕЙ И НА ОСНОВЕ МОДУЛЯРНОЙ АРИФМЕТИКИ
Часть 1
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2007
УДК 681. 325. 3
Устройства цифровой обработки и защиты информации: проектирование КИХ-фильтров без умножителей и на основе модулярной арифметики: учеб. пособие / В.И. Борисов, А.В. Гармонов, П.Л. Савинский, Г.А. Кащенко, Д.А. Погорилко, Р.В. Семенов Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007.- ч. 1.- 140 с.
Учебное пособие содержит методику проектирования цифровых КИХ-фильтров, которая предполагает использование генетических алгоритмов и модулярной арифметики, что в два раза повышает быстродействие их работы. Приведены примеры синтеза КИХ-фильтров на основе предложенной методики. Подробно рассматривается применение ЦПОС и ПЛИС в системах защиты информации.
Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210300 «Радиотехника» специальности , дисциплинам «Проектирование устройств цифровой обработки и защиты информации» и «Основы цифровой обработки сигналов» очной формы обучения.
Издание подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD и содержатся в файле ВС_2_СОМ.doc.
Табл. 5. Ил. 54. Библиогр.: 35 назв.
Научный редактор д-р техн. наук, проф. А.Г. Остапенко
Рецензент: ОАО «Концерн Созвездие» (зам. начальника отдела, канд. техн. наук, ст. науч. с. Ю.В. Ясырев);
канд. техн. наук, ст. науч. с. В.В.Фомин
© Борисов В.И., Гармонов А.В., Савинский П.Л., Кащенко Г.А., Семенов Р.В., Погорилко Д.А., 2007
©
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 5
1. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТРОВАНИЯ ФИЛЬТРОВ С
КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ 7
1.1. Фильтры с конечной импульсной характеристикой 7
1.1.1. Фильтры с дискретными коэффициентами 12
1.2. Синтез передаточных функций цифровых КИХ-фильтров
в области дискретных и целочисленных значений
коэффициентов 16
1.3. Основные этапы проектирования КИХ-фильтров 26
1.4. Постановка задачи синтеза КИХ-фильтров с булевыми
переменными 33
1.5. Пути повышения быстродействия устройств цифровой обработки сигналов в интегральном исполнении с примене- нием модулярной арифметики 37
2. РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВОГО КИХ-ФИЛЬТРА 39
2.1.Цифровой КИХ-фильтр с единичными коэффициентами 39
2.2. Цифровой КИХ-фильтр с коэффициентами вида 2n 42
3. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ КИХ-ФИЛЬТРОВ 47
3.1. Основные свойства и понятия модулярной арифметики 47
3.2. Структура устройств цифровой обработки сигналов в
модулярной арифметике 49
3.3. Основные вычислительные процедуры в устройствах цифровой обработки сигналов и особенности их аппаратной реализации 52
3.3.1. Принципы построения модулярных сумматоров 53
3.4. Вариация исходных параметров взвешенной чебышевской аппроксимации в задаче синтеза КИХ-фильтров без умножителей 63
3.4.1. Постановка задачи 63
3.4.2. Предварительные замечания 65
3.4.3. Возможные алгоритмы 65
3.4.4. Примеры синтеза 66
3.5. Синтез цифровых КИХ-фильтров без умножителей с
помощью генетических алгоритмов 69
3.5.1. Введение 69
3.5.2. Применение генетических алгоритмов к синтезу
фильтров 71
3.5.3. Выводы и будущие исследования 74
4. Применение ЦПОС и ПЛИС для систем защиты
информации 74
4.1. Использование ПЛИС в системах защиты информации 74
4.1.1. Способы защиты информации 75
4.1.2. Средства защиты информации 77
4.1.3. Разовые расходы на проектирование и внедрение в
производство 79
4.1.4. Производительность 79
4.1.5. Цена 80
4.1.6. Настраиваемость 81
4.1.7. Масштабируемость 82
4.1.8. Доступность 84
4.1.9. Защищенность от взлома 84
4.1.10. Возможность перепрограммирования 85
4.2. Постановка проблемы 87