學位論文
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Item 嵌入式8-bit AES系統之無線傳輸應用與影像加密分析(2011) 劉適豪; Shih-Hao Liu本論文運用高等加密演算法(Advanced Encryption Standard)實現於可程式化閘陣列(FPGA)之嵌入式系統實現與應用。 本研究主要分為軟體與硬體的實現與驗證，我們使用MATLAB來實現AES-128，硬體部分是應用8位元的架構來實現AES-128，並且與8-bit PicoBlaze微處理器做整合，配合UART傳輸協定，透過RS-232轉藍芽之無線通訊模組連接電腦端與FPGA實驗板，再以PicoBlaze微處理器控制AES的加密運算，最後由電腦端的超級終端機上呈現加密結果。並且我們將此AES加解密演算法，應用於圖像的加密，透過不同的加密模式，ECB mode、CBC mode、CFB mode、OFB mode，並且分析比較在不同的加密模式之下，其中的優缺點。 在開發工具上的使用，主要是使用MATLAB7.4.0與Xilinx公司所提供的軟體ISE9.2與ISE10.1版，並且利用spartan-3an晶片中的PicoBlaze微處理器來達成嵌入式加解密系統。Item 強化餐飲效率之WinFast-310嵌入式無線點餐系統之開發(2010) 曾皇賓; Huang-Pin Tseng由於現今路邊攤販的店家普遍仍是採用人工作業的點菜方式來經營管理，又因這類型店家大多數並無過多的人力可以自由分配，導致管理者有時必須一人分飾多角，時常浪費過多時間於客服和點餐上，造成餐點延誤的狀況。本論文的想法主要是在WinFast-310開發平台上實作一套售價合理且操作便利的無線點餐系統供路邊攤販店家使用，嵌入式系統平台的作業系統為WinCE 6.0且執行所設計的C#程式，呈現圖形化的視窗介面，主要是希望能夠簡化這類型店家傳統的點菜方式及縮短點餐時間，經由無線區域網路傳送電子菜單中的點餐資料。此套點餐系統中的一般使用者介面系統具有點餐、結帳、訂位三種功能；點餐功能是提供顧客點餐，結帳功能是希望顧客消費的餐點及價錢能夠透明化，訂位功能主要是可以減少管理者重複訂位之錯誤及節省管理者與使用者協調訂位的時間。本論文成功的開發出一套介面操作簡單、易於使用的無線點餐系統，依照路邊攤販的菜單樣式作為軟硬體之設計規劃，以達到管理與作業上的便利性。Item 32位元小面積之嵌入式AES的FPGA設計與影像應用(2009) 張國煌; Kuo-Huang Chang高等加密標準(Advanced Encryption Standard, AES)硬體實現在現場可程式化閘陣列(FPGA)與特殊用途積體電路(ASIC)已經被很廣泛的討論，尤其是如何達到數十億產率的議題；然而在嵌入式硬體的應用上，低產率與小面積的設計在近幾年也開始被研究。 本研究提出一個小面積的硬體電路，採用32位元的架構來實現AES-128的規格，其中包含2組移位暫存器(Shift Register)來完成移列轉換(ShiftRow)的動作；並利用晶片內建的Block RAM來放置整合資料，完成位元組替換(SubByte)與混行運算(MixColumn)的動作；而以軟體來取代硬體的金鑰擴展(KeyExpansion)，來節省電路面積。透過上述所提出的方式在FPGA上所完成的實驗數據，其資源消耗為110個Slice、速度可達到75Mhz(每秒可處理29張640×480大小的彩色影像)，是在目前文獻中面積最小的設計。 為實現影像加解密的應用，本研究分別使用兩種方式來與上述32位元AES核心電路整合，其一為結合嵌入式系統與IP core的架構，屬於軟體與硬體的搭配；另一為只用硬體描述語言(HDL)來實現，較偏向硬體電路來控制。Item 用FPGA實現之AES在音訊上的應用(2010) 謝忠政; Chung-Cheng Hsieh現今通訊系統之發達，使得人與人之間的溝通可以透過即時的通訊裝置如電話、手機乃至於電腦上之即時串流如會議系統、Skype…等，即可達到無時差的即時溝通，使得不論一般生活上的溝通乃至於商業活動、軍事通訊、政府機關等的溝通更加方便。然而方便的即時溝通環境和設備，但如果是必須保密的祕密通訊如商業、軍事或政府重大的機密決策等，通訊的安全就是首要的任務。 本文主要在於實現更安全的音訊加密方式，實現方式為在周邊的硬體界面上設計了類比轉數位的轉換電路，可將由外界輸入之類比音訊轉換為數位音源，此轉換後的數位資料將是加密的基礎。之後在遠端的周邊上設計一數位轉類比的硬體電路，此可將加密過後或解密後的音訊由後端的喇叭輸出而聽到加密或解密的聲音變化。 而主要實現音訊間的加∕解密系統，將採用進階加密標準（Advanced Encryption Standard，AES）演算法，並以其128位元的架構來實現，其中包括直接連線的移列轉換(ShiftRow)、並利用晶片內建的Block RAM來放置整合資料，完成位元組替換(SubByte)與混行運算(MixColumn)的動作以及存放金鑰擴展(KeyExpansion)，來節省電路面積。Item 氣壓實驗之嵌入式專家系統設計(2009) 吳崇溢; Wu Chung-Yi“專家系統”（Expert System, ES）是具有高實用價值的綜合性學科，也在電腦科學進化史上扮演著極為重要的角色，所以常被列為主要的課程之一。本研究採用專家系統與知識庫系統的設計，運用於智慧型訓練與教育（Intelligence Computer-Assisted Instruction, ICAI），考量傳統氣壓實作迴路複雜、故障維修困難外，加上學習者人數多，教師難以充分指導每一位學習者的每一個操作，因而降低了學習成效。 系統設計用於氣壓實作之嵌入式專家系統設計，核心係以8051為基底之嵌入式系統晶片，運用專家系統CLIPS的推論結果建構知識規則庫、實驗配管規則庫、錯誤配管診斷規則庫，再將規則庫內容植入嵌入式系統晶片，做成智慧型嵌入式系統晶片，擔任硬體輔助教學的角色，系統晶片與實際氣壓實做配管服務平台結合，透過數位訊號擷取模組診斷學習者的配管過程，診斷與分析學習者的配管模式，提供學習者完善多層次之學習環境。 使用Silicon Laboratories所開發的嵌入式系統晶片為系統發展核心，提供具專家系統功能的氣壓實做教學平台，學習者透過氣壓實作實際配管服務面板(Reality Wiring Service Panel, RWSP)的數位訊號，偵測學習者實際配管情況，應用嵌入式系統晶片體積小、低耗能、穩定性高、處理速度快的特性來增加系統的真實性、互動性及智慧性，適時地提供輔助教師對學生在實驗過程中的隨時監控、引導、操作、示範，完成互動式氣壓實作訓練服務環境，突破傳統教學思維的範疇，不僅讓學習環境呈現多元化，也助於提昇學習成效。