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共通鍵暗号AES用SubBytes変換回路 設計仕様書 (Ver 1.0) 琉球大学工学部情報工学科 和田 知久 [0] はじめに 今回はワイヤレスLANなどで使用される次期米国標準の128ビット共通鍵ブロック暗号AES(Advanced Encription Standard)のSubBytes変換回路の設計を行います。 AESの暗号化アルゴリズムは、128ビット(16バイト)の入力データに対し、4つの基本演算 ShiftRows / SubBytes / MixColumns / AddRoundKey を複数回繰り返し適用するものです。簡単に言えば、16枚のトランプがあったとして、それに対してシャッフルと、数字の変更を繰り返し行うことで、初期の16枚のトランプの数字の並びを暗号化してしまうものです。AESに関しては、下記fips-197に詳細が説明されています。 http://csr
さて、第10回の設計テーマですが、デジタル信号処理では必ず登場する高速フーリエ変換回路(Fast Fourier Transform Circuit)の設計です。高速フーリエ変換は離散フーリエ変換(DFT)を高速に計算する手法であり、計算式自体は単純であり、以下に示す式になります。今回は802.11a/g/nなどのワイヤレスLANでよく使われているサイズということで、64点のFFTすなわち、以下の式でN=64の場合になります。 離散フーリエ変換の定義式は単純ですが、入力となるx(n)信号は、64点あり、またすべて複素数であり、出力X(k)も64点の複素数ということになります。このコンテストは学生対象のコンテストですので、学生対象対象としては64点は丁度良いサイズと考えています。以下にFFTについての詳細や、デジタル回路での実現方法を丁寧に説明しますので、これまで、上記式は知っていても物理的
(9)OFDMシミュレーション 以下にあるノイズを与えた時のシンボルエラーレイトを測定するOFDM通信システムシミュレーションのSCILABコードを示す。 コードのリンク: qpsk_ofdm1.sce 以下の例では1024点のOFDM信号を2シンボル送信するものである。パラメータで可変である。 以下の例では変調はQPSKを使用しており、1波形(1シンボル)あたり2ビットの情報を送信する。 1OFDMシンボルには1024の波が多重化されるので、1OFDMシンボルあたり2048ビットの情報を伝送できる。 以下の例ではガードインターバルとして128点であるので、実際の1OFDMシンボルは1152ポイントによる波形である。 //Program: //Simple OFDM system //Fire Wada Lab // //Usage: //Execute-> Load into Scila
2015/前期: ディジタルシステム設計(組み込みシステム構築)、月曜2限、2-313、および総合情報処理センター2F実習室
Go to Fire Wada's English page ファイヤー和田 知久 Fire Tomohisa Wada, PhD 琉球大学情報工学科、教授 '83 BS Osaka University Electronic Engineering, Japan '92 MS Stanford University Electrical Engineering, USA '94 PhD Osaka University, Japan 2002年4月10日、ニックネームを ファイヤー和田にしました。
静的ハフマン符号用可変長符号デコーダ 設計仕様書 (Ver 1.0) 琉球大学工学部情報工学科 和田 知久 [0] はじめに 今回はデジタルデータのデータ量削減のためにHUFFMAN符号を用いて圧縮されたデータを元データに戻す(デコード)するための、可変長符号デコーダ設計を行います。 音声圧縮であるMP3やAdvanced Audio Coding、画像圧縮であるJPEG、動画圧縮であるMPEG等は離散コサイン変換(DCT)等の変換と量子化を組み合わせてデータ圧縮を行っていることは有名ですが、そのようなデータも最終的にはHUFFMAN符号により符号化され、さらにデータ量が圧縮されます。このような音声、動画はリアルタイムで伝送されるアプリケーションに現在多様されていますので、今回の設計課題ではリアルタイムで伝送されてくるHUFFMAN符号に対してデコード処理を行い所望の出力をリアルタイムで出
デジタルFMレシーバ 設計仕様書 (Ver 1.0) 琉球大学工学部情報工学科 和田 知久 [0] はじめに 今回はデジタル方式のFMレシーバ回路の設計を行います。FMはFrequency Modulationすなわち、周波数変調の意味で、音声などのアナログ信号の値の変化(強弱)を正弦波の周波数の変化に変換して電波として伝送する方式です。FM変調は有名な方式なので多数の通信系の教科書に解説や回路に関する記述があります。しかしながら、よく教科書で紹介されている回路はアナログ方式の回路であり、今回はFM変調された正弦波信号をADC(アナログ-デジタル変換器)にてデジタル化したことを前提にデジタル方式のFM復調回路の設計を行います。 学生対象のコンテストですので小さめのデジタル回路を設計することを念頭に、なるべく簡単な回路構成要素を組み合わせてFM復調を行う回路を設計します。今回設計するデジタル
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