Исследование зависимости ширины полосы вейвлет модулированных сигналов от параметров формирующей функции

Она включает в себя набор IP-блоков, написанных на языке VHDL, а также тесты для проверки их работоспособности [2]. Библиотека ориентирована на использование системной шины AMBA (процессорно-независимая шина, пригодная для использования с процессорными ядрами разных архитектур). Также GRLIB описывает ядро процессора LEON3 (32-разрядный процессор, применяемый SPAR£ v.8 (Scalable Processor Architecture). Осуществляется поддержка таких интерфейсов, как ETHERNET, JTAG, DSU, RS232, SPACEWIRE. Однако употребление многих ее составных частей предусматривает приобретение коммерческой лицензии [3]. Поэтому важно применять в проекте свои решения.

Наряду с библиотекой был создан проект бортового компьютера. Взаимодействие процессора LEON3 с остальными устройствами проекта осуществляется по шине AMBA. Внешняя память может быть подключена к системе через контроллер памяти [4]. Периферийные устройства взаимодействуют с системой через SpaceWire, ETHERNET, UART (RS232) интерфейсы. Также есть отладочные порты JTAG, DSU. Особенностью данного проекта является поддержка интерфейса SPACEWIRE, что позволяет создавать высокоскоростные и надежные сети передачи информации применительно к суровым условиям эксплуатации.

В процессе отладки проекта был использован комплекс GR-RASTA. Комплекс представляет собой отладочную платформу для проектирования «систем на кристалле» на базе процессора LEON. Комплекс позволяет протестировать проект, отладить программ-

ное обеспечение [5]. В его состав входит программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) GR-CPCI-XC4V, разработанная фирмой «Xilinx», что определило используемую среду разработки проекта (САПР Xilinx ISE), на базе которой был сформирован файл конфигурации (объемом 1,8 Мб) и сконфигурирована ПЛИС GR-CPCI-XC4V. Удалось организовать связь ПЛИС с персональным компьютером через RS232 интерфейс. Функционирование SPACEWIRE интерфейса было проверено посредством выполнения специальной тестирующей программы, загруженной в память БКУ. В дальнейшей работе необходимо загрузить многозадачную операционную систему RTEMS в память БКУ, и с ее помощью осуществлять взаимодействие с устройствами, поддерживающими SPACEWIRE интерфейс.

Библиографические ссылки

1. Немудров В. Г., Мартин Г. Системы-на-кристалле. Проектирование и развитие. М. : Техносфера, 2004.

2. Gaisler J., Catovic E., Isomaki M., et al. GRLIB IP Core User's Manual Version 1.0.16 // Gaisler Research. 2009.

3. Gaisler J., Habinc S., Catovic E. GRLIB IP Library User's Manual Version 1.0.16 // Gaisler Research. 2009. P. 78.

4. Weaver D., Germond T. The SPARC Architecture Manual, Version 8 / SPARC International. Inc. 2009. P. 78.

5. Gaisler J., Habinc S. GR-RASTA Board User Manual / GAISLER RESEARCH, PENDER ELECTRONIC DESIGN. 2009. P. 17.

S. A. Chekmaryov, F. A. Lukin, V. Kh. Khanov Siberian State Aerospace University named after the academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

DEVELOPMENT OF THE ONBOARD COMPUTER MODELS ON BASE OPENED IP-CORES

The developed model of a prototype of the onboard computer is presented. Process of compilation of the project and generating programming file is described. Tests of working capacity of interfaces of the onboard computer are shown. Its communication with other devices is described.

© Чекмарев С. А., Лукин Ф. А., Ханов В. Х., 2010

УДК 621.396+621.394/.396.019.3

А. В. Черноусов, А. Д. Головачев, А. В. Кузовников

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ШИРИНЫ ПОЛОСЫ ВЕЙВЛЕТ МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ ОТ ПАРАМЕТРОВ ФОРМИРУЮЩЕЙ ФУНКЦИИ

Рассматривается возможность использования вейвлет функции Шеннона для формирования широкополосного сигнала. Исследуется влияние параметров, задающих вейвлет Шеннона на ширину спектра передаваемого сигнала.

Во второй половине XX в. началось бурное раз- нием надежной связи в условии воздействия как ор-витие и рост количества систем спутниковой связи. ганизованных, так и случайных помех и многоста-Но поскольку радиочастоты являются ограничен- ционарного доступа при работе в пакетных радио-ным ресурсом, то возникают проблемы с обеспече- сетях.

Методы и средства защиты информации

Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон. Стоит отметить, что тип модуляции влияет на ширину полосы, занимаемую сигналом.

Проблема формирования помехоустойчивого сигнала наилучшим образом может быть решена при использовании сигналов с расширенным спектром, при этом сигнал занимает полосу частот, значительно большую полосы частот, минимально необходимой для передачи информации. Расширение полосы сигнала позволяет уменьшить спектральную плотность мощности и уровень взаимовлияния между различными системами связи. Классическим методом непосредственного расширения спектра является кодирование сигнала, с использованием псевдослучайных последовательностей.

Для дополнительного увеличения ширины занимаемой сигналом полосы частот (по сравнению с классическим методом расширения) можно применять специальные функции - вейвлеты.

Основной особенностью данных функций является маленькая длительность импульса. Длительность импульса и ширина полосы частот, занимаемой сигналом, находятся в обратной зависимости.

Особый интерес представляет влияние параметров вейвлет-функции на ширину полосы частот, занимае-

мой сигналом. Для выявления зависимостей ширины полосы частот, от параметров было произведено моделирование в среде Matlab (см. рисунок).

В среде Matlab для генерации вейвлета Шеннона используется функция shanwavf , которая возвращает вектор psi значений комплексного вейвлета Шеннона:

sinc(fbt) определенного в интервале (lb,

ub). Основными задающими параметрами при формировании вейвлета Шеннона являются ширина полосы

частот fb и центральная частота fc вейвлета. При этом

f

fb и fc должны удовлетворять неравенству fc (табл. 1, 2).

Анализ полученных результатов показал, что изменение параметров, задающих вейвлет функцию, позволяет изменять ширину полосы частот, занимаемую сигналом: чем шире полоса задающего вейвлета, тем больше общая ширина полосы формируемого сигнала. Расширение временного интервала формирующего вейвлета позволяет расширить полосу формируемого сигнала, однако при этом значительная часть полезной мощности тратится на неинформативную составляющую вейвлет функции. Решение задачи выбора оптимальной конфигурации параметров задающих вейвлетов определяется экспериментальным путем и требует дополнительных исследований.

Генератор вейв-лет занимаемой полосы частот

Выход

Х Х

Схема расширения спектра с использованием вейвлет-функций

Таблица 1

Влияние параметров/Ь,/е на значение ширины спектра при фиксированном значении интервала

Значение параметра Значение ширины спектра взятой

fb fc на уровне -3дБ

1 0,5 12

3 1,5 36

5 2,5 58

5 3,5 70

Таблица 2

Влияние параметров 1Ь, иЬ на значение ширины спектра при фиксированном значении параметров/Ь = 1,/е = 0,5

Значение параметра Значение ширины спектра взятой на уровне -3дБ

lb ub

-5 5 6

-10 10 12

-20 20 24

-30 30 36

A. V. Chernousov, A. D. Golovachev, A. V. Kusovnikov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

THE RESEARCH OF WALVET MODULATED SIGNALS BAND WIDTH DEPENDANCE ON THE FORMING FUNCTION PARAMETERS

The possibility of Shennon wavelet function usage for modulating of broadband signals is considered. Influence of Shannon wavelet function parameters on spectrum width of a transmittable signal is also researched.

© Черноусов А. В., Головачев А. Д., Кузовников А. В., 2010

УДК 004.056

М. О. Шудрак, И. А. Лубкин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ЗАЩИТА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕТОДОМ ПОЛИМОРФНОЙ ГЕНЕРАЦИИ КОДА

Рассматривается метод защиты программного кода от исследования и модификаций при помощи полиморфной генерации кода.

На сегодняшний день существует и развивается широкий спектр систем и методов защиты программного обеспечения, позволяющих обеспечивать безопасность интеллектуальной собственности. Но вместе с тем совершенствуются и методы взлома таких систем [1].

В основе практически любого метода исследования программного обеспечения лежит предварительное исследование (дизассемблирование) кода, отвечающего за его защиту. Цель такого исследования заключается в том, чтобы реконструировать алгоритм защиты для его последующей модификации и автоматизации процесса взлома.

Для противодействия такому исследованию применяется метод полиморфной генерации программного кода. В основе данного метода лежит возможность динамически генерировать различные версии машинного кода, не изменяя логику работы алгоритма защиты.

Такой метод значительно затрудняет анализ кода и полностью исключает автоматизацию процесса взлома программы. Но у этого метода существует и ряд недостатков:

- число версий машинного кода существенно ограничено;

- описание правил преобразования инструкций требует огромных временных затрат разработчика полиморфного генератора.

Приведенные выше недостатки легко устранить, если использовать методы генетического программирования для генерации полиморфного кода. Для этого

необходимо представить машинную инструкцию в виде дерева, где выполняемая операция будет иметь вид узла дерева, а регистры и значения - листьев дерева. Алгоритм поиска решения можно разделить на четыре этапа.

Этап 1. На данном этапе с помощью генератора случайных чисел формируется новая популяция решений, представляющая собой массив машинных инструкций.

Этап 2. Сравниваются выходные значения каждой инструкции, в случае совпадения осуществляется выход из алгоритма - необходимая инструкция найдена. Если этого не происходит, то переходим к этапу 3.

Этап 3. С помощью методов генетического программирования, таких как селекция, отберем новую популяцию потомков, в 2 раза меньше начальной.

Этап 4. С помощью методов генетического программирования, таких как рекомбинация и мутация, рекомбинируем и получим вторую часть популяции. Перейдем к этапу 2.

Применение данного алгоритма к каждой инструкции защитного механизма позволит полностью изменить его представление в виде машинного кода, тем самым затруднив его анализ и полностью исключив возможность автоматизации процесса взлома программного обеспечения.

Библиографическая ссылка

1. Панов А. С. Защита программного обеспечения. Спб. : БХВ-Петербург, 2006.