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m基于Lorenz混沌自同步的混沌数字保密通信系统的FPGA实现,verilog编程实现,带MATLAB混沌程序

2022-07-17 05:22:00 【我爱C编程】

1.算法描述

2.部分程序

3.部分仿真图预览

4.源码获取方式

1.算法描述

本系统的基本结构框图如下所示：

系统顶层文件

——加密调制模块

————加密子模块，lorenz混沌序列产生模块，组帧模块，并串模块。

——解密解调模块

————解密子模块，Lorenz混沌序列产生模块，搜帧模块，串并模块。

其顶层的文件的管脚为：

1	i_clk	系统时钟，就是接到硬件板子上的晶振位置。
2	i_rst	系统复位，随便接到板子上的key数字按键上。
3	o_signal_enable	测试并行信号的产生使能信号，不用接板子，
4	o_signal	测试并行信号，这个信号为了验证，你可以接signaltapII上
5	o_enable	加密模块的使能信号，不用接板子
6	o_serial_dout	串行输出，接板子上的测试脚或者signaltapII上
7	o_serial_frame	串行信号组帧输出，接板子上的测试脚或者signaltapII上
8	o_T_signal	加密输出，这个信号为了验证，你可以接signaltapII上
9	o_dout	解密输出，可以接signaltapII上
10	o_dout_sign	解密输出信号的符号判决，接板子上的测试脚或者signaltapII上
11	o_peak	搜帧模块的相关峰输出，不用接板子
12	o_peak_enable,	搜帧模块的使能输出，不用接板子
13	o_peak_dout	搜帧模块的数据输出，接板子上的测试脚或者signaltapII上
14	o_enable2	最后串并转化的使能，不用接板子
15	o_voice_dout	最后串并转化的数据输出，接板子上的测试脚或者signaltapII上

2.部分程序

clc;
clear;
close all;
warning off;
addpath(genpath(pwd));

N = 40000;

x = zeros(N,1);
y = zeros(N,1);
z = zeros(N,1);

x(1) = 0.001;
y(1) = 0.002;
z(1) = 0.02;

for n = 1:N-1
    n
    
    y(n+1) = 0.028*x(n)      - 0.001*x(n)*z(n) + 0.999*y(n);    
    
    x(n+1) = 0.99*x(n)       + 0.01*y(n);
    z(n+1) = 0.001*x(n)*y(n) + 0.9973333*z(n);   

end

figure;
subplot(221);plot(x,y);title('x-y');
subplot(222);plot(x,z);title('x-z');
subplot(223);plot(y,z);title('y-z');
subplot(224);plot3(x,y,z);title('x-y-z');

figure;
subplot(311);plot(x);title('x');
subplot(312);plot(y);title('y');
subplot(313);plot(z);title('z');

//`timescale 1 ns/ 100 ps
module Decryption_complete_system(
                                  i_clk,
											 i_rst,
											 i_rec_signal,
											 o_dout,
											 o_dout_sign,
											 
											 o_peak,
											 o_peak_enable,
											 o_peak_dout,
											 
											 o_enable2,
											 o_voice_dout
                                 ); 

input              i_clk;
input              i_rst;
input signed[31:0] i_rec_signal;
output signed[31:0]o_dout;
output             o_dout_sign;	

output[6:0]        o_peak;
output             o_peak_dout;
output             o_peak_enable;	
									
output             o_enable2;
output[15:0]       o_voice_dout;								
							
											
wire signed[31:0]xn;											
wire signed[31:0]yn;
wire signed[31:0]zn;											
Lorenz2 Lorenz2_u(
                 .i_clk (i_clk),
				     .i_rst (i_rst),
				     .i_yn  (i_rec_signal),
				     .o_xn  (xn), 
				     .o_yn  (yn),
				     .o_zn  (zn)
                );											
	
Decryption Decryption_u(
							  .i_clk   (i_clk),
							  .i_rst   (i_rst),
							  .i_din   (i_rec_signal),
							  .i_yn    (yn),
							  .o_signal(o_dout)
						     );
							  
reg             o_dout_sign;								  
always @(posedge i_clk or posedge i_rst)
begin
     if(i_rst)
	  begin
	  o_dout_sign <= 1'b0;
	  end
else begin
          if(o_dout < 32'h0000_00ff)
			 o_dout_sign <= 1'b0;
	  else
          o_dout_sign <= 1'b1;	  
     end
end						  
	
	
find_frame find_frame_u(
                       .i_clk   (i_clk),
						     .i_rst   (i_rst),
						     .i_din   (o_dout_sign),
						     .o_peak  (o_peak),
						     .o_dout  (o_peak_dout),
						     .o_enable(o_peak_enable) 
                      );	
	
	
s2p s2p_u(
          .i_clk        (i_clk),
			 .i_rst        (i_rst),
			 .i_enable     (o_peak_enable),
			 .i_serial_din (o_peak_dout),
			 .o_enable     (o_enable2),
			 .o_voice_dout (o_voice_dout)
          );	
	
endmodule

//`timescale 1 ns/ 100 ps
module Encryption_complete_system(
                                   i_clk,
											  i_rst,
											  i_enable,//the enable of signal
											  i_voice, //the signal
											  o_enable,//the enable of p2s
											  o_serial_dout,//the serial data of signal
											  o_serial_frame,
                                   o_T_signal//the data of Encryption
                                 );

input              i_clk;
input              i_rst;
input              i_enable;
input[15:0]        i_voice;

output             o_enable;
output             o_serial_dout;
output             o_serial_frame;	
output signed[31:0]o_T_signal;



//change the parallel data to serial data
p2s p2s_u(
          .i_clk        (i_clk),
			 .i_rst        (i_rst),
			 .i_enable     (i_enable),
			 .i_voice      (i_voice),
			 .o_enable     (o_enable),
			 .o_serial_dout(o_serial_dout)
          );											
		

		
add_frame add_frame_u(
							 .i_clk     (i_clk),
							 .i_rst     (i_rst),
							 .i_din     (o_serial_dout),
							 .i_enable  (o_enable),
							 .o_dout    (o_serial_frame),
							 .o_enable  ()
							 );		
		
		
		
		
		
wire signed[31:0]xn;											
wire signed[31:0]yn;
wire signed[31:0]zn;											
Lorenz Lorenz_u(
               .i_clk (i_clk),
				   .i_rst (i_rst),
				   .i_yn  (o_T_signal),
				   .o_xn  (xn), 
				   .o_yn  (yn),
				   .o_zn  (zn)
              );

											
Encryption Encryption_u(
								.i_clk    (i_clk),
								.i_rst    (i_rst),
								.i_din    (o_serial_frame),
								.i_yn     (yn),
								.o_signal (o_T_signal)
							   );											
	

	
endmodule