4. Элементная база и по.

4.1 Элементная база

4.1.1 Выбор ПЛИС

В качесте основного элемента разрабатываемой СКЗИ служит FPGA - Программируемая вентильная матрица FPGA - Программируемая вентильная матрица FPGA - Cyclone III E 1395 LABs 153 IOs EP3C40F780C6 FPGA , ниже приведены технические характеристики.

Производитель:	Altera
Категория продукта:	FPGA - Программируемая вентильная матрица
Продукт:	Cyclone III E
Количество логических элементов:	22320
Количество блоков логических массивов (LAB):	1395
Количество входов/выходов:	153 I/O
Рабочее напряжение питания:	1 V to 1.2 V
Максимальная рабочая температура:	+ 70 C
Вид монтажа:	SMD/SMT
Упаковка / блок:	FBGA-256
Торговая марка:	Altera Corporation
Максимальная рабочая частота:	200 MHz
Минимальная рабочая температура:	0 C
Упаковка:	Tray
Серия:	EP4CE22 Cyclone III E
Общий объем памяти:	594 kbit
Коммерческое обозначение:	Cyclone III

4.1.2 Выбор отладочной платы

Так же для отладки разработанных проектов была вбрана отладочная плата на базе данной ПЛИС.

 Краткие характеристики:

1. Cyclone® III EP3C40F780C6 FPGA

   • 22,320 Logic elements (LEs)

   • 594 Embedded memory (Kbits)

   • 66 Embedded 18 x 18 multipliers

   • 4 General-purpose PLLs

   • 153 Maximum FPGA I/O pins

   • On-board USB-Blaster circuit for programming

   • FPGA Serial Configuration Device (EPCS)

2. Expansion Header

   • Two 40-pin Headers (GPIOs) provides 72 I/O pins

   • One 26-pin header provides 16 digital I/O pins and 8 analog input pins to connect to analog sensors, etc

3. Memory Devices

   • 32MB SDRAM

   • 2Kb I2C EEPROM

4. General User Input/Output

   • 8 green LEDs

   • 2 debounced push-buttons

   • 4 dip switches

5. G-Sensor

   • ADI ADXL345, 3-axis accelerometer with high resolution (13-bit)

6. A/D Converter

   • NS ADC128S022, 8-Channel, 12-bit A/D Converter

7. Clock System

   • On-board 50MHz clock oscillator

4.2 Программное обеспечение

Так как для реализации СКЗИ была выбрана ПЛИС компании Altera, поэтому компилятор для создания проекта был выбран Quartus II 9.0. ПО Quartus II является автоматизированной системой сквозного проектирования цифровых устройств на кристаллах ПЛИС фирмы Altera . Оно предоставляет пользователю достаточно широкие возможности по созданию проекта, логическому синтезу, компиляции проекта, программированию ПЛИС, функциональному и временному моделированию, временному анализу и анализу потребляемой мощности проекта, реализации внутрисистемной отладки.

В Quartus II заложен удобный графический интерфейс и не сложная в применении система справок, которая содержит в себе всю необходимую для выполнения проектирования информацию. Также пакет дает возможность использовать командную строку для выполнения каждого этапа проектирования. Причем, в зависимости от пожеланий пользователя, графический интерфейс или командная строка имеют возможность использоваться как для исполнения отдельных этапов, так и для всего проекта в целом.

Пакет Quartus II содержит в себе огромное количество программных модулей, предназначенных для помощи в выполнении различных этапов проектирования. Задание параметров и выполнение типовых команд выполняется в отдельных модулях однотипно, что значительно облегчает работу пользователя. Редакторы исходных файлов проекта (графический, текстовый, редактор символов, содержимого модулей памяти, временных диаграмм, конечных автоматов) используют одинаковые подходы и приёмы, а также похожие оконные формы, применяемые при создании и редактировании исходных файлов с описанием модулей проектируемого устройства.

В одном иерархическом проекте можно сочетать использование различных типов описания исходных файлов модулей проекта, подбирая наиболее подходящий тип, для каждого модуля.

В состав стандартной библиотеки Quartus II входит большое количество базовых элементов, включая мегафункции и макрофункции. Составной частью мегафункций являются операционные устройства, созданные по стандарту библиотеки параметризируемых модулей ( LPM – library of parameterized modules).

Значительная часть мегафункций разработана фирмой Altera. Они описаны на языке низкого уровня и оптимизированы для применения в ПЛИС компании Altera. Остальная часть разработана компаниями партнерами. Применение мегафункций в проектах пользователя значительно расширит возможности проектирования и ускорит выполнение проекта.

Пакет Quartus II имеет с составе средство SOPC (System on programmable chip) Builder, которое предназначено для разработки реализуемых на кристалле процессорных систем . При помощи этого средства можно легко создавать конфигурируемые процессорные ядра, реализовывать на кристалле различные контроллеры, а также значительную часть периферийного оборудования.