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关键词： S盒   掩码   AES   侧信道攻击   电路面积  

摘要： 差分能量分析作为一种强大的侧信道攻击手段,已经严重威胁到密码算法硬件实现的安全性,目前防护此类攻击最有效的方法就是对密码算法进行掩码处理.在AES算法中只有S盒是非线性的,因此如何安全高效地实现S盒一直是密码学领域的研究热点之一.本文在De Meyer等人研究工作的基础上,提出了一种具有已知最小面积的掩码S盒的串行化实现方案.先将用于零值处理的Kronecker Delta函数串行化,接着通过共享一个8位乘法器模块用于求逆以及布尔掩码和乘法掩码之间的转换,最后加上仿射变换以最小的面积代价实现了S盒.本文将S盒应用于AES算法,并且提供了掩码AES的串行化实现方案,同时给出了该方案的面积下限,在此基础上,对S盒及AES算法的部分结构进行调整,为未来的工作提供了一系列权衡面积和延迟的手段.实验表明,在可比的随机数成本下,本文S盒的一阶掩码和二阶掩码实现以一定延迟为代价将面积分别降低了48%和70%, AES算法的一阶掩码和二阶掩码实现分别降低10%和21%,并且随着安全阶数的增大,本文实现方案对面积的优化幅度会进一步提高.最后,在实验中通过对从SAKURA-G板上获取的轨迹执行固定与随机的Welch T测试来验证实现的安全性,对于AES算法的一阶掩码和二阶掩码实现分别采集了多达50万条曲线,没有发现泄漏点.

关键词： 火灾自动报警系统   Jetson Nano   YOLOv5算法   硬件设计   软件设计  

摘要： 本文针对传统的YOLOv5模型提出有效的结构优化,减小了设备体积,增加了预测速度,适用于算力低、内存少的嵌入式平台,并在边缘计算设备Jetson Nano上成功部署,提升了检测速度。基于Jetson Nano和YOLOv5算法,本文提出了一种新型的火灾自动报警系统。该系统能够通过视频监控实时感知火灾现场,对火源进行有效识别,及时发出报警信号,有效减少火灾事故的发生。实验结果表明,该系统具有高效、准确的火灾检测和识别能力,能够满足实际应用需求。此外,本文所提方案不仅可以对YOLOv5模型进行高效的压缩与加速,其他卷积神经网络模型都可参照本文方案进行操作模块的替换,为其他深度学习算法部署在资源有限的嵌入式平台上提供借鉴。

关键词： 智能照明   无线通信   自动控制   STC12C5A32S2   CC2530  

摘要： 照明设备无论在日常生活还是在工作中都必不可少。随着社会发展,人们生活品质逐渐提高,能源安全问题备受关注,节约照明所用的电能也成为节能重点,因此,智能照明控制系统尤为重要。主要介绍了基于STC12C5A32S2和CC2530的智能照明控制系统的硬件设计。选择STC12C5A32S2作为中央处理器的核心芯片、CC2530作为通信系统核心芯片,外加光敏电阻及热释电红外传感器,通过电路设计在理论上实现对照明的智能控制,并在此基础上对终端设备及遥控器等进行硬件设计。

关键词： 制动电子控制单元   通用测试平台   硬件设计   软件设计  

摘要： 列车制动电子控制单元(EBCU)是动车组的核心控制设备,承担着列车制动管理分配、防滑算法、制动力需求计算、网络通信等系统功能,其各项性能直接影响着列车的可靠性和安全性。针对EBCU的测试主要包括PCBA级测试、模块级测试及整机测试。文章介绍了被测制动电子控制单元的组成结构及原理、通用测试平台的系统组成及结构、平台硬件设计、软件设计。

关键词： 运行状态监控   硬件电路   移动电站   数据采集  

摘要： 柴油移动电站运行监控系统是确保柴油发电机组可靠、高效、安全运行的关键模块,其中硬件电路承担信号采集、通信、决策与数据保存等功能。设计的信号采集模块实现发动机排气温度、进气压力、冷却液液位、排气温度、大气压力的采集;通信接口模块实现与发动机组控制器、远程终端和上位机的通讯。通过改进信号采集模块、通讯接口模块和处理器外围电路的设计,实现了数据的高效采集和处理,以及信号的可靠、及时通讯。同时,分离敏感元件与高干扰源,借助隔离技术和接地策略来提供系统的电磁兼容性。设计的硬件电路为柴油移动电站运行监控系统提供了一个更加可靠的高效的解决方案,为该领域的未来发展奠定了基础。

关键词： 电火花加工   数控系统   硬件架构   伺服运动控制   ARM微处理器   Linux系统  

摘要： 针对桌面式电火花加工机床数控系统的兼容性和加工放电要求,课题组设计了一款基于ARM和现场可编辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)的电火花加工机床数控系统硬件平台。该平台任务分配均匀合理,以ARM处理器为核心搭建上位机,移植Linux系统进行多任务处理、人机界面、插补运算等任务;以FPGA为核心搭建的下位机系统负责运动控制、放电脉冲控制、辅助模块控制等任务;硬件平台的搭建采用了核心板+基板的方式并采用以太网口进行通信。试验结果表明该硬件平台搭建的数控系统可以较好地完成电火花小孔加工。该研究提供了一种移植性好、迭代升级成本低、适配多种脉冲电源的电火花加工机床数控系统硬件平台设计方案。

关键词： 混合教学   仿真时间   硬件设计  

摘要： 2020年伊始的教学状态对全世界的高等教育提出了新的挑战。伴随教学形式特点三年来的变化,高等教育机构对来华留学生的教学方式、考核机制和学生管理方面都做出了积极应对。来华留学生教育管理正面临着前所未有的机遇和挑战:淘汰不合格的“水课”、打造具有实际指导价值的“金课”,从而合理提升学业的挑战度,进而切实做到提高课程教学质量的目的。基于此,调整教授手段、拓宽教学思路,探索高科技线上教学模式,以线下活动作为补充,成为提升中国高校国际化教育教学效果的重要途径。

关键词： 硬件安全   信息流安全模型   信息流安全验证   安全漏洞检测  

摘要： 近年来,已有大量研究证明信息流分析能够有效地对设计安全属性与安全行为进行建模。然而,现有的门级抽象层次的信息流分析方法往往受制于算力和验证效力等因素难以应对大规模设计,而RTL抽象层次的信息流分析方法需借助类型系统等形式化语言对硬件设计进行重新描述。因此,提出了一种寄存器传输级硬件设计信息流建模与安全验证方法。该方法在寄存器传输级功能模型的基础上构建附加安全属性的信息流跟踪逻辑模型,从信息流角度建模设计安全行为和安全属性,并利用EDA测试验证工具,以无干扰为策略捕捉违反安全策略的有害信息流,检测硬件设计安全漏洞。以Trust-Hub硬件木马测试集为测试对象的实验结果表明:所提方法能够有效检测设计内潜藏的硬件木马。

关键词： 新能源电池   生产线   控制系统  

摘要： 文章对当前国内外新能源电池行业的发展进行了研究。首先结合产线需求及现场实际生产条件,在西门子S7-1200PLC的基础上对控制系统进行了设计;然后对现场硬件及PLC模块进行了选型;在软件部分,利用TIA Portal编写了新能源电池生产线的控制程序及监控画面设计,有效实现了对新能源电池生产线的监控。

关键词： 第6代移动通信   通信感知一体化   带内全双工   软件无线电   雷达  

摘要： 通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G, 6G, WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术，以及硬件系统性验证平台进行归纳，对国内外近年相关硬件设计研究及其验证情况进行综述，关注通信感知两种系统对硬件的需求矛盾、带内全双工(IBFD)自干扰消除(SIC)、功放(PA)效率、电路性能对建模要求更高等硬件设计挑战。首先，总结、比较已有研究中通信感知一体化收发信机架构设计。然后，介绍、分析现有通信感知一体化带内全双工自干扰抑制方案、低峰均功率比(PAPR)波形与高性能PA设计、器件高精度建模方法以及硬件系统性验证平台。最后，总结全文并对未来通信感知一体化硬件设计所面临的开放性问题进行展望。