發(fā)布時間：2025-02-08 18:13

　　FlexRay總線是針對應(yīng)用如汽車線控和電力列車控制等中的自動網(wǎng)絡(luò)的可靠性需求而設(shè)計的一種國際性的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),它的單通道數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)10Mb/s,支持同步傳輸和異步傳輸,其具有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及可調(diào)配帶寬,可使用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器對總線進(jìn)行監(jiān)控。車聯(lián)網(wǎng)是在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立起來的概念,可為未來的交通實(shí)現(xiàn)調(diào)度、車間自組網(wǎng)等概念提供技術(shù)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,毎個汽車個體都是網(wǎng)絡(luò)的一部分,既是網(wǎng)絡(luò)資源的提供者,又是網(wǎng)絡(luò)資源的使用者。因此用類比的方法,可以將互聯(lián)網(wǎng)的威脅類比到汽車網(wǎng)絡(luò)中。呈然,安全性對汽車網(wǎng)絡(luò)的限制比互聯(lián)網(wǎng)更為苛刻。因此,研究車載數(shù)據(jù)的安全傳輸具有強(qiáng)烈的市場需求和廣闊的應(yīng)用前景。本項研究在對FlexRay總線的協(xié)議規(guī)范及數(shù)據(jù)的加密方法進(jìn)行研究和分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于Flex Ray總線協(xié)議車載數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩用芊桨浮＠肍PGA完成FlexRay數(shù)據(jù)的加密處理,提高數(shù)據(jù)的安全性,并在數(shù)據(jù)流中加入數(shù)字簽名進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)安全。同時為減少處理過程中帶來的時延,對通信時隙進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,并在加密時采用硬件加密的方法優(yōu)化加密實(shí)現(xiàn)方案,提高加密速度,減少帶來的時延,使其滿足車載數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�。本項研�?..

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外FlexRay總線的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向
        1.2.1 FlexRay概述
        1.2.2 FlexRay總線應(yīng)用
        1.2.3 FlexRay通信實(shí)現(xiàn)方法
        1.2.4 FlexRay網(wǎng)絡(luò)的理論研究
    1.3 國內(nèi)外車載網(wǎng)絡(luò)安全的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向
        1.3.1 車載網(wǎng)絡(luò)安全需求
        1.3.2 信息傳遞理論研究
    1.4 FPGA技術(shù)
    1.5 主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 FlexRay協(xié)議及其優(yōu)化方法研究
    2.1 FlexRay協(xié)議介紹
        2.1.1 FlexRay協(xié)議
        2.1.2 FlexRay協(xié)議特點(diǎn)
        2.1.3 FlexRay拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.2 FlexRay協(xié)議規(guī)范
        2.2.1 協(xié)議運(yùn)行控制
        2.2.2 編碼與解碼
        2.2.3 數(shù)據(jù)幀格式
        2.2.4 媒體接入控制
        2.2.5 時鐘同步
    2.3 FlexRay總線靜態(tài)段特性分析及優(yōu)化
        2.3.1 FlexRay總線靜態(tài)段特性分析
        2.3.2 典型車載調(diào)度方法
        2.3.3 基于動態(tài)分配的靜態(tài)時隙調(diào)度方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 加密算法及其優(yōu)化實(shí)現(xiàn)研究
    3.1 密碼學(xué)簡介
    3.2 AES算法及其優(yōu)化
        3.2.1 AES加密算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
        3.2.2 AES加密算法原理及其優(yōu)化
    3.3 RSA算法及其優(yōu)化
        3.3.1 RSA加密算法
        3.3.2 RSA算法的運(yùn)算及其優(yōu)化方法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于FPGA的系統(tǒng)開發(fā)平臺
    4.1 FPGA開發(fā)平臺簡介
        4.1.1 EP4CE6E22C8N
        4.1.2 主要外圍電路模塊
    4.2 系統(tǒng)設(shè)計方案及開發(fā)流程
        4.2.1 系統(tǒng)總體方案
        4.2.2 FPGA設(shè)計開發(fā)工具與開發(fā)流程
    4.3 本章小結(jié)
第5章 基于FPGA的加密系統(tǒng)設(shè)計
    5.1 FlexRay通信管理模塊
        5.1.1 時鐘及媒體接入控制模塊
        5.1.2 協(xié)議運(yùn)行控制狀態(tài)模塊
        5.1.3 喚醒及時鐘同步模塊
        5.1.4 數(shù)據(jù)組解幀與收發(fā)模塊
    5.2 FlexRay協(xié)議優(yōu)化模塊
    5.3 數(shù)據(jù)加-解密模塊及密鑰分配模塊
        5.3.1 數(shù)據(jù)加-解密模塊
        5.3.2 密鑰分配模塊
    5.4 外圍測試模塊
    5.5 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗測試與驗證
    6.1 測試方案與驗證環(huán)境
        6.1.1 測試方案
        6.1.2 驗證環(huán)境及其搭建
    6.2 功能仿真
        6.2.1 FlexRay時鐘及媒體接入控制功能仿真
        6.2.2 協(xié)議運(yùn)行控制功能仿真
        6.2.3 數(shù)據(jù)組解幀與收發(fā)功能仿真
        6.2.4 加-解密模塊功能仿真
    6.3 實(shí)驗測試
        6.3.1 協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸測試
        6.3.2 數(shù)據(jù)加-解密效果測試
        6.3.3 系統(tǒng)整體測試
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝



本文編號：4031773