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1、 I 摘 凌 阳， 拇指 凌阳要 凌阳， 拇指 凌阳 本文论述了利用 Verilog 硬件语言来描述 DES 加密技术对它进行模块设计并用ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 进行了仿真 。 食指 且详细的对 DES 加密解密的工作原理及算法进行了解释讲解 。 食指 加密的历史可以追溯到公元前 2000 年的古埃及 ， 拇指 当时人们只是运用简单的象形文字 ， 拇指 到现在已经有各种各样的加密技术 ， 拇指 而 DES 加密是采用对称密钥加密法 ， 拇指 即用相同密钥进行加密和解密 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 本文对 DES 加密模块的设计进行了详细的介绍 ， 拇指 对 DES 加密技

2、术的工作原理及DES 的算法进行了详细的介绍 。 食指 DES 算法的 3个入口参数为 key、 data、 mode， 拇指 key为加密解密使用的密钥 ， 拇指 data为加密解密的数据 ， 拇指 mode为其工作模式 。 食指 本文只对key-gen模块进行了详细的讲解 。 食指 DES 加密工作原理中只详细介绍了 DES 的一轮 ， 拇指其中对 DES 的一轮中各个步骤进行了比较详细的简介 。 食指 对 DES 加密算法进行了图解和说明 ， 拇指 并用表格形式对 DES 的置换规则 ， 拇指 放大换位 ， 拇指 单纯换位进行了描述 。 食指且对 DES 算法框图中的选择函数 S1， 拇

3、指 S8 进行了表格描述 。 食指 另外本文 还对采用的硬件描述语言 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL进行了简介 ， 拇指 对其语法和源代码等进行了介绍 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 关键词 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 ； Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL； ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE；加密技术 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

4、拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Abstract 凌 阳， 拇指 凌阳 This 凌阳， 拇指 凌阳 article 凌阳， 拇指 凌阳 discusses 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 use 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 hardware 凌阳， 拇指 凌阳 description 凌阳， 拇指 凌阳 language 凌阳， 拇指 凌阳 for 凌阳， 拇指 凌阳encryption 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 technology

5、凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 its 凌阳， 拇指 凌阳 modular 凌阳 ， 拇指 凌阳 design 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 simulation 凌阳， 拇指 凌阳 with 凌阳， 拇指 凌阳II ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE. 凌阳， 拇指 凌阳 Detailed 凌阳， 拇指 凌阳 work 凌阳， 拇指 凌阳 on 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 encryption 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 algorithm 凌阳， 拇指 凌阳

6、 of 凌阳， 拇指 凌阳decryption 凌阳， 拇指 凌阳 explained 凌阳， 拇指 凌阳 principle 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 explain. 凌阳， 拇指 凌阳 Encryption 凌阳， 拇指 凌阳 can 凌阳， 拇指 凌阳 be 凌阳， 拇指 凌阳 traced 凌阳， 拇指 凌阳 back 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳history 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 ancient 凌阳， 拇指 凌阳 Egypt 凌阳， 拇指 凌阳 in 凌阳， 拇指 凌阳 2000 凌阳， 拇指 凌阳 BC, 凌阳，

7、 拇指 凌阳 when 凌阳， 拇指 凌阳 people 凌阳， 拇指 凌阳 just 凌阳， 拇指 凌阳 use 凌阳， 拇指 凌阳 simple 凌阳 ，拇指 凌阳 hieroglyphs, 凌阳， 拇指 凌阳to 凌阳， 拇指 凌阳 now 凌阳， 拇指 凌阳 have 凌阳， 拇指 凌阳 a 凌阳， 拇指 凌阳 variety 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 encryption 凌阳， 拇指 凌阳 technology. 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 method 凌阳， 拇指 凌阳 with 凌阳， 拇指 凌阳 symmetric 凌阳， 拇指 凌阳

8、encryption 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳 used 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 encryption 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES, 凌阳， 拇指 凌阳 which 凌阳， 拇指 凌阳 uses 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 same 凌阳， 拇指 凌阳 dense 凌阳， 拇指 凌阳 key 凌阳， 拇指 凌阳for 凌阳， 拇指 凌阳 encryption 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 decryption.凌阳， 拇指 凌阳 In 凌阳，

9、 拇指 凌阳 this 凌阳， 拇指 凌阳 paper, 凌阳， 拇指 凌阳 introduced 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 design 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 encryption、 the 凌阳， 拇指 凌阳 work 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 principle 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳and 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 algorithm 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 in 凌阳， 拇指 凌阳 detail.T

10、he 凌阳， 拇指 凌阳 algorithm 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 has 凌阳， 拇指 凌阳 three 凌阳， 拇指 凌阳 entrance 凌阳， 拇指 凌阳parameters 凌阳， 拇指 凌阳 : 凌阳， 拇指 凌阳 key、 data 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 mode.The 凌阳， 拇指 凌阳 key 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳 used 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 encryption 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳dec

11、ryption.This 凌阳， 拇指 凌阳 article 凌阳， 拇指 凌阳 discusses 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 module 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 key_gen 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳 ，拇指 凌阳 introduces 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 one 凌阳， 拇指 凌阳replacement 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 in 凌阳， 拇指 凌阳 detail,alse 凌阳， 拇指 凌阳 introduces 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指

12、 凌阳 one 凌阳， 拇指 凌阳 replacement 凌阳， 拇指 凌阳 on 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳in 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 profile. 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 illustrations 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 tabular 凌阳， 拇指 凌阳 form 凌阳， 拇指 凌阳 are 凌阳， 拇指 凌阳 used 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 algorithm 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳

13、the 凌阳， 拇指 凌阳 replacement 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 DES 凌阳， 拇指 凌阳 rules、 zoom 凌阳， 拇指 凌阳 transposition、 simple 凌阳， 拇指 凌阳 transposition 凌阳， 拇指 凌阳 are 凌阳， 拇指 凌阳described 凌阳， 拇指 凌阳 in 凌阳， 拇指 凌阳 this 凌阳， 拇指 凌阳 article. 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 algorithm 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 cho

14、ice 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 function 凌阳， 拇指 凌阳 S1、 S8 凌阳， 拇指 凌阳 are 凌阳， 拇指 凌阳described 凌阳， 拇指 凌阳 with 凌阳， 拇指 凌阳 form. 凌阳， 拇指 凌阳 Additionally, 凌阳， 拇指 凌阳 this 凌阳， 拇指 凌阳 article 凌阳， 拇指 凌阳 introduces 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 凌阳， 拇指 凌阳 with 凌阳， 拇指 凌阳description 凌阳， 拇指 凌阳 language 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇

15、指 凌阳 hardware 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 its 凌阳， 拇指 凌阳 syntax 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 source 凌阳， 拇指 凌阳 code.凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Keywords 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 DES； Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL； ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 凌阳， 拇指 凌阳 ； encryption 凌阳， 拇指 凌阳 technology 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌

16、阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 I 目 凌 阳， 拇指 凌阳录 凌阳， 拇指 凌阳 1 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 绪论 1 凌阳， 拇指 凌阳 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 的概要及背景 1 凌阳， 拇指 凌阳 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 模块的概要及背景 1 凌阳， 拇指 凌阳 2 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 设计的技术基 础 3 凌阳， 拇指 凌阳 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 EDA 技术简介 3 凌阳， 拇指 凌阳 2.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

17、拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 语言简介 3 凌阳， 拇指凌阳 2.2 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 凌阳， 拇指 凌阳 简介 5 凌阳， 拇指 凌阳 3 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES工作原理 6 凌阳， 拇指 凌阳 3.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 基 本原理 6 凌阳， 拇指 凌阳 3.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 初始置换 9 凌阳， 拇指 凌阳 3.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 的一轮 10 凌阳， 拇指 凌阳 3.4 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 最终置换 13 凌阳

18、， 拇指 凌阳 4 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES加密模块设计 14 凌阳， 拇指 凌阳 4.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 加密算法介绍 14 凌阳， 拇指 凌阳 4.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 加密模块设计 18 凌阳， 拇指 凌阳 4.2.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 加密模块总体构架 18 凌阳， 拇指 凌阳 4.2.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 密钥产生模块 key_gen 设计 19 凌阳， 拇指 凌阳 4.2.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇

19、指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 S 部件代换模块设计 23 凌阳， 拇指 凌阳 4.2.4 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 desround 凌阳， 拇指 凌阳 模块设计 24 凌阳， 拇指 凌阳 4.2.5 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 顶层模块 des设计 27 凌阳， 拇指 凌阳 4.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 加密方案设计 27 凌阳， 拇指 凌阳 4.3.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 资源优先设计方案 27 凌阳， 拇指 凌阳 4.3.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 性能优

20、先设计方案 27 凌阳， 拇指 凌阳 总结 29 凌阳， 拇指 凌阳 致谢 29 凌阳， 拇指 凌阳 参考文献 30 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 1 凌阳， 拇指 凌阳 DES 加密 Verilog模块设计 凌阳， 拇指 凌阳 1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 绪论 凌阳， 拇指 凌阳 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 DES的概要及背景 凌阳， 拇指 凌阳 数据加密标准（ DES， 拇指 Data 凌阳， 拇指 凌阳 Encryption 凌阳， 拇指 凌阳 Standard）也称为数据加密算法（ DEA， 拇指Data 凌阳， 拇指 凌阳 Encryp

21、tion 凌阳， 拇指 凌阳 Algrithm） (ANSI)和 DEA-1(ISO)， 拇指 是近 20 年来使用的加密算法 。 食指 后来 ， 拇指 人们发现 DES 在强大攻击下太脆弱 ， 拇指 因此使 DES 的应用有所下降 。 食指但是 ， 拇指 任何一本安全书籍都不得不提 到 DES， 拇指 因为它曾经是加密算法的标志 。 食指介绍 DES 的细节还有两个作用：第一 ， 拇指 介绍 DES；第二 ， 拇指 更重要的是分析和理解实际加密算法 。 食指 利用这个方法 ， 拇指 我们还要从概念上介绍其他加密算法 ， 拇指 但不准备深入介绍 ， 拇指 因为通过 DES 介绍已经可以了解计算

22、机加密算法的工作原理 。 食指 DES 通常使用 ECB， 拇指 CBC， 拇指 或 CFB模式 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 DES 产生可以追溯到 1972 年 ， 拇指 美国的国家标准局（ NBS， 拇指 即现在的国家标准与技术学会 ， 拇指 NIST）启动了一个项目 ， 拇指 旨在保护计算机和计算机通信中 的数据 。 食指它们想开发一个加密算法 。 食指 两年之后 ， 拇指 NBS 发现 IBM公司的 Lucifer 相当理想 ， 拇指没有必要从开头开发一个新的加密算法 。 食指 经过几次讨论 ， 拇指 NBS 于 1975 年发布了这个加密算法的细节 。 食指 到 1976 年底 ，

23、 拇指 美国联邦政府决定采用这个算法 ， 拇指 并将其更名为数据加密标准 。 食指 不久 ， 拇指 其他组织也认可和采用 DES 作为加密算法 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 DES 算法为密码体制中的对称密码体制 ， 拇指 又被成为美国 数据加密标准 ， 拇指 是 1972年美国 IBM公司研制的对称密码体制加密算法 。 食指 其密钥长度为 56 位 ， 拇指 明文按64 位进行分组 ， 拇指 将分组后的明文组和 56 位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 DES( 凌阳， 拇指 凌阳 Data 凌阳， 拇指 凌阳 Encryption 凌阳， 拇指

24、凌阳 Standard)算法 ， 拇指 于 1977 年得到美国政府的正式许可 ， 拇指 是一种用 56 位密钥来加密 64 位数据的方法 。 食指 虽然 56 位密钥的 DES 算法已经风光不在 ， 拇指 而且常有用 DES 加密的明文被破译的报道 ， 拇指 但是了解一下昔日美国的标准加密算法总是有益的 ， 拇指 而且目前 DES 算法得到了广泛的应用 ， 拇指 在某些场合 ， 拇指仍然发挥着余热 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 Verilog模块的概要及背景 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳，

25、拇指 凌阳 HDL是 在 1983 年 由 GDA（ Gateway 凌阳， 拇指 凌阳 Design 凌阳， 拇指 凌阳 Automation） 公司 的 Phil 凌阳， 拇指 凌阳Moorby首创的 。 食指 Phil 凌阳， 拇指 凌阳 Moorby后来成为 Verilog-XL的主要设计者和 Cadence公2 司（ CadenceDesign 凌阳， 拇指 凌阳 Systems）的第一合伙人 。 食指 在 1984 至 1985 年 Moorby设计出了第一个名为 Verilog-XL的仿真器 ， 拇指 1986 年他对 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL的发展又作出了另一

26、个巨大的贡献 ， 拇指 即提出了用于快速门级仿真 XL 算法 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 随着 Verilog-XL 凌阳， 拇指 凌阳 算法的成功 ， 拇指 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL得到了迅速发展 。 食指 1989 年 ， 拇指 凌阳， 拇指 凌阳 Cadence 凌阳， 拇指 凌阳收购了 GDA 公司 ， 拇指 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL语言成为 Cadence公司的私有财产 。 食指 1990年 ， 拇指Cadence 公司决定公开 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 语言 ， 拇指 于是成立了 OVI（ Open 凌阳，

27、 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳International）组织来负责促进 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL语言的发展 。 食指 基于 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL的优越性 ， 拇指 IEEE于 1995年制定了 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL的 IEEE标准 ， 拇 指 凌阳， 拇指 凌阳 2005 年 System 凌阳， 拇指 凌阳Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 IEEE1800-2005 标准的公布 ， 拇指 更使得 Verilog 语言在综合 ， 拇指 仿真验证和模块的重用等性能方面都有大幅度提高 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳

28、Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL是一种硬件描述语言 (hardware 凌阳， 拇指 凌阳 description 凌阳， 拇指 凌阳 language)， 拇指 为了制作数字电路而用来描述 ASICs和 FPGA的设计之用 。 食指 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 的设计者想要以 凌阳， 拇指 凌阳 C 凌阳， 拇指 凌阳 编程语言为基础设计一种语言 ， 拇指 可以使工程师比较容易学习 。 食指 该语言允许设计者进行各种级别的逻辑设计 ， 拇指 进行数字逻辑系统的仿真验证时序分析逻辑综合 。 食指 它目前是应用最广泛的硬件语言 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳

29、， 拇指 凌阳 HDL进行设计最大的优点是其工艺无关性 。 食指 这使得工程师在功能设计 ， 拇指逻辑验证阶段可以不必过多考虑门级及工艺实现的具体细节 ， 拇指 只需根据系统设计的要求施加不同约束条件 ， 拇指 即可设计出实际电路 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 3 凌阳， 拇指 凌阳 2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 设计 的技术基础 凌阳， 拇指 凌阳 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 EDA技术简介 凌阳， 拇指 凌阳 EDA(Electronics 凌阳， 拇指 凌阳 Design 凌阳， 拇指 凌阳 Automation)技术是随着集成电

30、路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具 。 食指 随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展 ， 拇指 EDA 技术先后经历了计算机辅助设计CAD(Computer 凌阳， 拇指 凌阳 AssistDesign)、计算机辅助工程设计 CAE(Computer 凌阳， 拇指 凌阳 As-sist 凌阳， 拇指 凌阳Engineering 凌阳， 拇指 凌阳 Design)及电子系统设计自动化 ESDA(Electronic 凌阳， 拇指 凌阳 System 凌阳， 拇指 凌阳 Design 凌阳， 拇指 凌阳Automation)三个发展阶段 。 食指 EDA关

31、键技术之一就是采用硬件描述语言对硬件电路进行描述 ， 拇指 且具有系统级仿真和综合能力 。 食指 目前应用比较广泛的硬件描述语言就是 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL， 拇指 它最早是由美国国防部提出来的 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 利用 EDA 技术进行电子系统的设计 ， 拇指 具有以下几个特 点： 凌阳， 拇指 凌阳 用软件的方式设计硬件； 凌阳， 拇指 凌阳 用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的； 凌阳， 拇指 凌阳 设计过程中可用有关软件进行各种仿真； 凌阳， 拇指 凌阳 系统可现场编程 ， 拇指 在线升级； 凌阳， 拇指 凌阳 整个系统可集成在

32、一个芯片上 ， 拇指 体积小、功耗低、可靠性高 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 因此 ， 拇指 EDA技术是现代电子设计的发展趋势 ， 拇指 是现代电子信息工程领域的一门新技术 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 EDA 技术涉及面广 ， 拇指 内容丰富 ， 拇指 主要应掌握如下四个方面的内容： 凌阳， 拇指 凌阳 大规模 可编程逻辑器件； 凌阳， 拇指 凌阳 硬件描述语言； 凌阳， 拇指 凌阳 软件开发工具； 凌阳， 拇指 凌阳 实验开发系统 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 其中 ， 拇指 大规模可编程逻辑器件是利用 EDA 技术进行电子系统设计的载体 ， 拇指 硬件描述语言是利用 EDA 技术进行电

33、子系统设计的主要表达手段 ， 拇指 软件开发工具是利用 EDA 技术进行电子系统设计的智能化的自动化设计工具 ， 拇指 实验开发系统则是利用 EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 2.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌 阳， 拇指 凌阳 HDL语言简介 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 最初是美国国防部为其超高速集成电路研究计划提出的硬件描述4 语言 ， 拇指 目的是为了把电子电路的设计意义以文字或文件的方式保存下来 ， 拇指 以便其他人能轻易地了解电

34、路的设计意义 。 食指 现在它已成为 IEEE 的工业标准硬件描述语言之一 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 是一种全方 位的硬件描述语言 ， 拇指 具有极强的描述能力 ， 拇指 能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级 等几种 不同层次的设计 ， 拇指 支持结构、数据流、行为三种描述形 式的混合描述 ， 拇指 覆盖面强 ， 拇指 因此在实际应用中越来越广泛 。 食指Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 的主要特点有：作为硬件描述语言的第一个国际标准具有很强的可移植性；具有丰富的模拟仿真语句和库函数 ， 拇指 使得在任何大系统的设计早期就能查验设计

35、系统功能的可行性 ， 拇指 随时可对设计进行仿真模拟 ， 拇指 将设计中逻辑上的错误消灭在组装之前 。 食指 因此 ， 拇指 在设计早期系统功能 时 就具有可行性；设计层次较高 ， 拇指 可用于较复杂的计算来解决现存的问题 ， 拇指 从而缩短设计周期； Verilog 凌阳， 拇指 凌阳HDL 的设计不依赖于特定的器件 的转换；支持大规模设计的分解和已有设计的逻辑综合和优化；并且 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 描述 的 设计可转变成门级网表； Verilog 凌阳， 拇指 凌阳HDL 可用源代码描述来进行复杂 电路控制 设计 ， 拇指 灵活性强 ， 拇指 同时也便于设计结果的保存

36、和重用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 随着计算机和大规模集成电路制造技术的迅速发展 ， 拇指 采用普通中小规模数字逻辑集成电路 ， 拇指 如 74 系列的 TTL 或通用 CMOS 数字逻辑集成电路 ， 拇指 已经不能满足现代数字系统设计的要求 ， 拇指 迫切需要提高设计效率 。 食指 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 硬件描述语言能大大降低电路设计的难度 ， 拇指 这门语言正越来越广泛的被应用 ， 拇指 越来越多的学校已经把 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 硬件描述语言作为数字逻辑电路教学中的必要部分 ， 拇指 并配有大量的实践教学使学生掌握它 。 食指 凌阳， 拇指

37、凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 程序结构如图 2-1 所示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL 的主要特点： 凌阳， 拇指 凌阳 具有极强的描述能力 ， 拇指 能支持系统行为级、寄存器传输级和门级三个不同层次的设计 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 具有丰富的模拟仿真语句和库函数 ， 拇指 使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统功能的可行性 ， 拇指 随时可对设计进行仿真模拟 ， 拇指 将设计中逻辑上的错误消灭在组装之前 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 支持大规模设计的分解和已有设计再利用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 可读性好 ， 拇指

38、既可以被计算机接受 ， 拇指 也容易被人所理解 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 本身生命期长 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 5 凌阳， 拇指 凌阳 图 2-1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Verilog 凌阳， 拇指 凌阳 HDL程序设计的基本结构图 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 凌 阳， 拇指 凌阳简介 凌阳， 拇指 凌阳 ModelSim是业界最优秀的 HDL语言仿真 编译 软件 ， 拇指 它能提供友好的仿真环境 ， 拇指是业界唯一的单内核支持 VHDL 和 Verilog 混合仿真的仿

39、真器 。 食指 它采用直接优化的编译技术、 Tcl/Tk 技术、和单一内核仿真技术 ， 拇指 编译仿真速度快 ， 拇指 编译的代码与平台无关 ， 拇指 便于保护 IP 核 ， 拇指 个性化的图形界面和用户接口 ， 拇指 为用户加快调错提供强有力的手段 ， 拇指 是 FPGA/ASIC 设计的首选仿真软件 。 食指 凌阳 ，拇指 凌阳 主要特点： 凌阳， 拇指 凌阳 RTL 和门级优化 ， 拇指 本地编译结构 ， 拇指 编译仿真速度快 ， 拇指 跨平台跨版本仿真； 凌阳， 拇指 凌阳 单内核 VHDL和 Verilog 混合仿真； 凌阳， 拇指 凌阳 源代码模版和助手 ， 拇指 项目管理； 凌阳

40、， 拇指 凌阳 集成了性能分析、波形比较、代码覆盖、数据流 ChaseX、 Signal 凌阳， 拇指 凌阳 Spy、虚拟对象 Virtual 凌阳， 拇指 凌阳 Object、 Memory窗口、 Ass-ertion窗口、源码窗口显示信号值、信号条件断点等众多调试功能； 凌阳， 拇指 凌阳 C 和 Tcl/Tk 接口 ， 拇指 C 调试； 凌阳， 拇指 凌阳 对 SystemC 的直接支持 ， 拇指 和 HDL 任意混合 凌阳， 拇指 凌阳 支持 SystemVerilog 的设计功能； 凌阳， 拇指 凌阳 对系统级描述语言的最全面支持 ， 拇指 SystemVerilog， 拇指 凌阳，

41、 拇指 凌阳 SystemC， 拇指 凌阳， 拇指 凌阳 PSL； 凌阳， 拇指 凌阳 ASIC 凌阳， 拇指 凌阳 Sign 凌阳， 拇指 凌阳 off。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 ModelSim分几种不同的版本： SE、 PE、 LE 和 OEM， 拇指 其中 SE 是最高级的版本 ， 拇指而集成在 凌阳， 拇指 凌阳 Actel、 Atmel、 Altera、 Xilinx 以及 Lattice 等 FPGA 厂商设计工具中的均是其 OEM版本 。 食指 SE 版和 OEM版在功能和性能方面有较大差别 ， 拇指 比如对设 计 实 体 库、程序包使用说明 实体 (ENTITY) 结构体

42、配置（ CONFIGURATION） GENERIC 类属说明 PORT 端口说明 结构体功能描述 结构体说明 6 于大家都关心的仿真速度问题 ， 拇指 以 Xilinx 公司提供的 OEM版本 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 XE为例 ， 拇指 对于代码少于 40000 行的设计 ， 拇指 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 凌阳， 拇指 凌阳 比 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 XE 要快 10倍；对 于代码超过 40000 行的设计 ， 拇指 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 要比 ModelSim 凌阳， 拇指 凌阳 XE 快近 40倍 。 食指 Mode

43、lSim 凌阳， 拇指 凌阳 SE 支持 PC、 UNIX和 LINUX混合平台；提供全面完善以及高性能的验证功能；全面支持业界广泛的标准； Mentor 凌阳， 拇指 凌阳 Graphics公司提供业界最好的技术支持与服务 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳

44、， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 DES 工作原理 凌阳， 拇指 凌阳 3.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳基本原理 凌阳， 拇指 凌阳 DES 是个块加密法 ， 拇指 按 64 位块长加密数据 ， 拇指 即把 64 位明文作为 DES 的输入 ， 拇指产生 64 位密文输出 。 食指 加密与解密使用相同的算法和密钥 ， 拇指 只是稍作改变 。 食指 密钥长度为 56 位 。 食指 基本原理图如 3-1。 食指 7 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 3-1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇

45、指 凌阳 DES 基本原理框图 凌阳， 拇指 凌阳 前面曾经介绍过 ， 拇指 DES 使用 56 位密钥 。 食指 实际上 ， 拇指 最初的密钥位 64 位 ， 拇指 但在 DES过程开始之前放弃密钥的每个第八位 ， 拇指 从而得到 56 位密钥 ， 拇指 即放弃第 8， 拇指 16， 拇指 24， 拇指32， 拇指 40， 拇指 48， 拇指 56 和 64 位 ， 拇指 如表 3-1 所示 ， 拇指 阴影部分表示放弃的位 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 这样 ， 拇指 64 位密钥丢弃每个第 8 位即得到 56 位密钥 ， 拇指 如图 3-2 所示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 简单地说 ，

46、 拇指 DES 利用加密的两个基本属性：替换 （也称混淆）和变换（也称扩散） 。 食指DES 共 16 步 ， 拇指 每一步称为一轮 ， 拇指 每一步进行替换与变换步骤 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 表 3-1 凌阳， 拇指 凌阳 放弃密钥中的每个第 8 位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 64 位明文 56 位密钥 56位密钥 64 位密文 56 位密钥 64 位明文 DES 64 位密文 64 位密文 DES DES 64 位明文 块 1 块 2 块 n