硬件设计范文精选

摘要：描述了复杂CPLD的嵌入式包过滤型企业硬件防火墙的原理，并使用MAX+PLUSII软件进行了软件的编译和仿真，通过实例说明了硬件防火墙的实现方式，从实践和理论结合的角度论述了其存在的可行性。

关键词：硬件防火墙；CPLD；Max+plusII

1防火墙的硬件实现原理

防火墙通常使用的安全控制手段主要有包过滤、应用型两大类，本文所讨论的是基于包过滤型防火墙。包过滤型防火墙工作在OSI网络参考模型的网络层和传输层，它根据数据包头源地址，目的地址、端口号和协议类型等标志确定是否允许通过。只有满足过滤条件的数据包才被转发到相应的目的地，其余数据包则被从数据流中丢弃（4）。在IEEE802.3局域网协议集的标准以太网中，甚至是引入了载波扩展技术千兆级以太网中，包过滤型防火墙以处理运算速度快和性能安全等一系列特点一直倍受个人和企业的青睐。

2软件实现

本设计运用自顶向下的设计方法，运用GDF图形编辑法和VHDL语言混合编程，具体而言：顶层设计采用图形输入，便于直观分析信号流程走向，底层则用VHDL进行编程输入，便于数据分析和处理。

2.1sep模块

PLD芯片在接收到通讯芯片送来的信号后，首先利用SEP模块对差分输入信号进行数据时钟分离处理，该模块中包含全数字锁相环，以实现从随机的以太网信号中提取时钟的方法.采用鉴频、鉴相并置方法,同时把数字滤波器DFilter子模块融入其中,采用小数分频器FDiv构成数控振荡器,从随机以太网信号中恢复E1时钟信号；

【摘要】针对32位定点TMS320F2812芯片的硬件电路扩展设计。设计主要包括供电电源芯片、复位电路、晶振、模数转换电路、数模转换电路、外部存储器扩展电路设计、接口芯片等；本文介绍了该DSP硬件电路设计的简要过程。

【关键词】DSP2812；硬件；电路设计

1.引言

近年来，随着现代信息技术的飞速发展，数字信号处理技术已经广泛应用在电子、通信、计算机等众多领域，成为最热门的技术之一。数字信号处理器DSP的功能日益强大，技术不断升级，系统不断完善，DSP技术的应用和普及，已经成为不可逆转的潮流。数字信号处理器（digital signal processors）简称DSP，在20世纪80年代就已很成熟，在较多的应用领域中逐渐取代传统的采用模拟信号进行设计与分析来处理设备和控制器同时使用模拟器件实现的模拟信号处理系统。数字信号处理技术和设备相对于模拟信号处理系统要更具灵活性、精确性、较强的抗干扰性、处理速度快、稳定的性能、设备尺寸更小、便于升级等优点。它在通信、医疗、航空航天、军事、工业等方面得到了广泛的应用；该文章本着应用的普遍性而设计DSP硬件电路。

2.硬件设计方案

图1 硬件设计方案总体框图

2.1 电源芯片电路

TMS320F2812芯片所需的电压等级有多种，分别是1.9v、3.3v；电路所需电压分别有正负10v、正负15v、模拟5v、数字5v。

摘 要：讨论PNG图像解码的硬件实现方法，针对PNG文件的图像数据使用的LZ77和Huffman两种无损压缩算法，提出

>> PNG硬件解码的加速设计 PNG的硬件解码加速设计 H．264解码器中CABAC硬件加速器的实现 MPEG－4的解码系统硬件电路设计 AVS视频编解码标准中预测编解码技术的硬件设计与实现 基于OR1200的AVS视频解码帧内亮度预测的硬件模块设计 H．264熵解码器CAVLC的硬件设计 AVS视频解码器中VLD模块的硬件设计 一种SoC架构的AVS硬件解码器设计方案 AVS视频解码器中运动矢量预测的硬件设计与实现 基于PT2262和PT2272编解码芯片的无线寻物系统发送部分硬件设计 基于FPGA的硬件加速器设计的研究与应用 播放器硬件解码的相关设置 让PNG格式图片变透明的简单方法 基于FPGA的软硬件协同仿真加速技术 软件路由器的硬件加速研究 都是浏览器硬件加速惹的祸 硬件创业加速器HAX的深圳速度 旋变位置解码系统的设计 绕开微软实现硬件“软”解码 常见问题解答 当前所在位置：l.

［3］李章晶,郑国勤.针对无线通信领域的图像压缩的研究\.计算机工程与设计,2006,27(23):4 471－4 474.

［4］Scott N puter Number Systems and Arithmetic\.New Jersey:Prentice Hall,Englewood Cliffs,1985.

［5］陶钧,王晖,张军,等.三维小波视频编码的可伸缩性研究\.小型微型计算机系统,2005,26(2):285－288.

［6］Kakadiaris C.A Convex Penalty Method for Optical Human Motion Tracking\.International Multimedia Conference\.New York:ACM,2003:1－10.

［7］Zhang Z M.Independent Motion Detection Directly from Compressed Surveillance Video\.International Multimedia Conference\.New York:ACM,2003.

［8］Peleg A,Weiser U.MMX Technology Extension to the Intel Architecture\.IEEE Micro.,1996,16(4):42－50.

【摘要】 随着时代的发展，互联网技术得到了飞速的发展，人们如今以及普遍使用互联网技术。其系统安全问题始终是人们重要关注的。随着需求量的逐渐增多，对计算机的安全性有了越来越高的要求。

【关键字】 硬件设计 安全 计算机

引言：计算机硬件功能的要求直接影响到计算机硬件的发展速度和方向。计算机硬件主要是由I/O接口（输入、输出设备）、CPU以及板卡等组成的，在信息系统中起重要的作用。软件安全保护是采用加密、反跟踪、放非法复制等技术。在软件系统上或圆盘上产生一种信息，这种信息即使软件系统中个可执行文件在运行过程中必须应用的，优势各种文件复制命令或软件复制软件所无法正确复制、午饭正确安装或无法正常运行的。

一、计算机硬件安全

1.1 计算机硬件防护

计算机在使用过程中，对外部环境有一定的要求，即计算机走位的环境应尽量保持清洁、温度和湿度应该适应。电压稳定，以保证计算机硬件可靠的运行。计算机安全的另外一项技术就是加固技术，经过加固急速生产的计算机防震、防水、防化学腐蚀，可以是计算机在野外全天候运行。

1.2 计算机硬件与系统

从系统安全的角度来看，计算机的芯片和硬件设备也会系统安全构成威胁。比如CPU，电脑CPU内部集成有运行系统的指令，这些指令代码都是保密，我们并不值得它的安全性如何。国外针对中国所用的CPU可能集成有陷阱指令、病毒指令，并室友激活办法和无线接收指令机构。他们可以利用无限代码激活CPU内部指令，造成计算机内部信息外泄、计计算机系统灾难性崩溃等。如果这是真的，那么我们的计算机系统在战争时期页后可能被全面攻击。

摘要：本文研究了PNG图像解码的硬件实现方法，针对PNG文件的图像数据使LZ77和Huffman两种无损压缩算法，在设计上采用补充码表的方法实现快速的硬件解码，并采用软硬件协调机制，在降低功耗的同时实现PNG硬件解码的加速设计。本设计经EDA工具测试和验证，可以完全无失真的恢复PNG图像。

关键词：LZ77；Huffman；软硬件协调；PNG硬件解码

引言

PNG是流式网络图形格式的简称，是一种位图文件存储格式，PNG文件采用了压缩率高的LZ77和Huffman两种无损压缩算法，支持网络彩色图像传输，支持Alpha通道、定义透明区域和多重透明，逐步细化地显示图片。

PNG压缩的核心算法是Zip压缩算法，该算法的特点是先利用LZ77算法进行短语式重复的压缩；得到未匹配的字节和匹配长度、距离的组合值，然后再根据Huffman算法进行单字节重复压缩，最终得到压缩码流。PNG解码的原理是压缩的反过程，解码时可根据码表信息和压缩码流还原出原始图像数据。

PNG文件的解码通常由软件完成，软件解码实现方式灵活，但相对硬件解码而言，软件解码速度慢，能量消耗大，不利于移动设备的低功耗设计优化。

本文讨论了PNG图像的硬件解码实现方法，其应用对象是手机专用芯片，对低功耗和解码速度都有较高的要求，并解决了PNG解码的快速查表、软硬件协调和硬件加速等实现方法，而硬件加速解码功能的主要作用是减少CPU的负担，极大加快PNG图片的显示速度，并在一定程度上减少功耗，延长手机的待机时间，很具有研究与开发的实际价值。

PNG图像解码原理介绍

【摘要】 介绍了机床数控部分主要硬件设计，为数控部分的合理设计提供了一定的依据。

【关键词】 硬件 数控 单片机

一、概述

数控部分是机床数控环境的中央执行部分，对整个机床起到智能控制作用。它的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。

二、数控硬件部分的设计

数控硬件的设计，即单片机应用系统接口电路的设计，包括系统扩展，系统配置等内容。系统扩展指单片机片内功能单元如EPROM，RAM，I/O口，定时/计时器，中断源等容量的片外扩展；系统配置是指系统功能要求配接外部设备。

2.1数控硬件

8031单片机内部包括：8位CPU，片内振荡器；128字节RAM；21个特殊功能寄存器；32根I/O线，4个I/O口；可扩展64K字节的外部数据存储器和64K字节的外部程序存储器；两个16位定时器/计数器等。

摘要：广告系统，用于向处于公交站牌及其人员密集场所的人群信息。在这些场所设置液晶屏幕，利用控制局域网络总线传输数据，这种方式极大地降低了工作强度并提高了效率，因而广告系统具有一定的现实意义和经济效益。

关键词：广告；信息；控制局域网络总线

中图分类号：G2文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 10-0000-02

Advertisement Issue System's Hardware Design

Zhang Lijun,Wang Quanrui,Miao Qinglin

(Henan Science and Technology Institute,Xinxiang453003,China)

Abstract:Advertising system,used to crowded places in the bus schedule and release information of people.In these places to set the LCD screen,use the control area network bus to transfer data,this approach greatly reduces the intensity of the work and increase efficiency,and thus advertising system has a certain practical significance and economic benefits.

Keywords:Advertisement release;Information release;CAN

摘要：

串、并行设计模式下硬件产品的设计缺陷形成机理存在差异，对串、并行设计模式与设计缺陷之间的关系进行系统地分析、比较，有助于在产品设计过程中预防、控制设计缺陷。采用过程方法，分别构建了从输入、输出、资源、环境和监测评价活动五个方面系统反映串、并行设计各阶段缺陷影响因素的结构要素模型，进而迭代获得描述串、并行设计过程各设计阶段、各类设计缺陷和可能存在的缺陷因素三者之间的结构关系模型。在此基础上，利用区间层次分析法定量地表达了串、并行设计的设计缺陷与其影响因素之间的关系。最后，从设计缺陷预防和控制的角度，对串、并行设计模式下设计缺陷结构关系进行比较与分析，研究成果对设计过程中预防和控制设计缺陷具有理论和实际指导意义。

关键词：

设计缺陷；影响因素；过程方法；区间层次分析方法

ISO9000标准将产品分为服务、软件、流程性材料和硬件4种类别，其中硬件产品是有形的、使用最为广泛的一类，如汽车、空调等。从产品设计过程的角度，硬件产品设计主要包括以下两种模式：传统阶段化产品开发方式即串行设计和基于并行工程的集成产品开发方式即并行设计。串行设计模式下，通常将产品设计过程分为概念设计、系统性设计、详细设计和工艺设计4个递进阶段，各阶段由不同的设计小组独立完成。这种设计模式的优点主要在于简化了产品设计过程，降低了设计管理的复杂度，但同时也存在组织间的“壁垒”、“信息孤岛”等问题［1］。随科学技术的发展、计算机技术的普遍应用，以并行工程为基础发展起来的并行设计模式为解决串行设计过程中的问题提供了有效的解决方案。并行设计以过程为中心，通过早期产品开发的小循环使各个过程互通信息，实现上、下游工序协同设计，缩短了产品开发周期。但这种设计模式也存在设计过程中各功能设计环节相互制约和资源冲突等问题［2］。硬件产品设计缺陷形成机理研究［3］表明，串、并行设计模式与表征产品设计质量的设计缺陷密切相关，分析比较串、并行设计模式下设计缺陷与设计过程之间的关系，有助于设计团队在设计过程中预防和控制设计缺陷。

近年来，串、并行设计模式受到广泛关注，但当前串、并设计过程模式对产品设计的影响研究大多集中在宽泛的设计质量和设计开发过程方面，如性能、产品设计周期、资源利用、组织模式等［4－8］。虽然在软件工程领域有大量关于设计模式对设计缺陷影响的研究［9－11］，但硬件产品与软件在设计过程模式、设计缺陷等方面存在较大差异。在硬件产品设计领域对串、并行设计模式与设计缺陷关系的研究极少，目前刘卫东等对串行设计模式下设计缺陷影响因素和电子产品设计缺陷评估等方面进行了初步研究并取得一些阶段性成果［12－14］，但不同设计模式下设计缺陷形成机理的分析比较还是空白的。

由于硬件产品设计过程的复杂性和设计缺陷的多样性，设计缺陷的预防和控制非常困难。为更好地指导设计缺陷的预防和控制，提供全面的设计缺陷控制决策支持信息，文中采用过程方法，对串、并设计模式下各设计阶段的设计缺陷影响因素分别进行分析研究，构建串、并行设计缺陷及其影响因素的结构关系模型，并对模型中的设计缺陷与缺陷因素的关系进行定量分析。在此基础上，从技术管理的角度，对两种设计过程模式下设计缺陷与设计过程及其影响因素的关系进行分析和比较。

1设计缺陷影响因素分析

一、计算机接口类型、特点及应用

1.PS/2接口

PS/2接口是广为人知的接口，是用来连接键盘和鼠标的接口。其引脚定义有六点：①脚：DATA；②脚：NC；③脚：GND；④脚：VCC；⑤脚：CLOCK；⑥脚：NC。

串行接口

COM串行接口是用来连接MODEM等外设的接口。一般的计算机COM口有两个，分别是COM1口和COM2口，COM1口的I/O地址是03F8H-03FFH，中断号是IRQ4；而COM2口的I/O地址是02F8H-02FFH，中断号是IRQ3。可见，COM2口比COM1口的响应更具优先权。

3.LPT并行接口

LPT并行接口一般用来连接打印机或扫描仪，采用25脚的DB-25接头与之连接，其默认的中断号是IRQ7。并口的工作模式主要有如下几种：（1）SPP标准工作模式，SPP数据是半双工单向传输的，传输速率仅150kB/s，速度较慢，但几乎可以支持所有的外设，一般设为默认的工作模式；（2）EPP增强型工作模式，EPP采用半双工双向数据传输，其传输速度SPP较高，可达2MB/s，EPP可细分为EPP1.7和EPP1.9两种模式，目前较多外设使用此工作模式；（3）ECP扩充型工作模式，ECP采用双向全双工数据传输，传输速率比EPP高。

4.IDE接口

1同步以太网+PTP实现

同步以太网和PTP的实现分为硬件通道和软件协议支持。对于同步以太网来说物理通道为PHY，支持同步以太网功能的PHY芯片必须能够发送和接收带有同步时钟信息的串行码流，并且能够从同步以太网+PTPPHY硬件方案设计串行码流中恢复出同步时钟数据，也就是说PHY芯片须有恢复时钟功能的以太接口。同时同步以太网PHY芯片也应支持高精度时钟恢复质量，这样才能保证高精度的同步。对于PTP来说物理通道为PHY+MAC，通过PHY+MAC传递PTP报文，PHY芯片能够识别时间戳，能够对收到和发送的数据包打印时间戳，同时能够存储时间戳。PTP协议的实现一般建立在硬件的支持上，通过高精度的硬件时钟和硬件方式记录时间标签实现PTP协议。综上所述，将同步以太网和PTP二者的优点结合在一起，实现PTN全网时间同步。在PTN中，同步以太网技术是在物理层实现高精度的频率同步，PHY设备可以在任何串并行转换模块中输出恢复时钟，并且主时钟和从时钟都可以在任何输入端口被提取。

2VSC8574简介

VSC8574芯片是Vitesse半导体公司新推出的一款低功耗，有4个SERDES接口双介质性能的四端口千兆位以太网元件。它还包括一个集成控制SFP或PoE模块的四端口I2C多路复用器（MUX）。它具有低电磁干扰（EMI）驱动线路和保护电源和印刷电路板（PCB）空间的集成线路侧端接电阻。VSC8574包括Vitesse公司采用了独特的支持双IEEE1588时间戳的封装。该器件还包括支持同步以太网应用的双时钟恢复输出。可编程时钟控制包括静噪传播和抑制不需要的时钟，有助于防止定时循环。

3方案设计

VSC8574芯片是物理层（PHY）支持千兆网络的中间接口芯片，是光口和电口的数据连接中心，此处以VSC7323作为MAC为例，基于VSC8574芯片的整体方案图如图1所示CPU通过VSC7323的PI、SI口控制MAC。VSC7323通过SerDes接口与VSC8574进行数据传输，通过MIIM口控制PHY芯片的运行。对于VSC8574，可以通过JTAG接口对其进行调测。通过对VSC8574内部设置，LED接口可显示它的运行状态。VSC8574的双绞线接口通过网络变压器与RJ-45相连构成PHY电口，VSC8574的电口支持双绞线自动协商功能和自动交叉检测功能，支持10BASE-T、100BASE-T和1000BASE三种速度的双绞线接口。SFP为PHY光口，SFP支持IEEE802.3ah标准在1000BASE-X和100BASE-FX单向光纤介质上进行数据传输。光口和电口接收和发送数据报文，是同步以太网和PTP实现时间同步的先决条件。

4结论

本设计总体分为CPU、MAC模块和PHY模块。CPU是系统控制部分。MAC模块主要进行流量控制，MAC帧实现发送和接收功能，直接提供了到外部物理层器件的并行数据接口。PHY模块是物理层交换部分，与其他PHY模块进行数据的发送和接收，PHY能够读取时间戳和恢复同步时钟，电口（RJ-45）和光口（SFP）通过相应的介质与其他PHY进行数据交换。通过JTAG接口对VSC8574进行系统调试。LED接口显示VSC8574芯片的运行状态。SerDes接口与MAC芯片交换报文信息。MAC通过MIIM接口对VSC8574芯片进行控制。同时还有支撑芯片运行的电源接口和PLL接口。综上所述，该方案满足PHY芯片的功能需求。