A. 現代數字系統常用設計方法有哪些
現代數字系統設計常用設計方法有:自頂向下(Top--down)設計,自低向下(Bottom--up)設計,IP復用技術與SoC(片上系統.
IP核是指完成某種功能的設計模塊.分為軟核,固核,硬核
B. IP復用是什麼意思
就是2個計算機使用同一個ip地址。
解決辦法:
1、在每台機的本地連接--屬性--常規--internet協議(TCP/IP)--常規里,設置成"自動獲取IP地址"
2、在每台機的本地連接--屬性--常規--internet協議(TCP/IP)--常規--使用以下IP地址里,把每台機的IP地址都改成不一樣的。
C. 現代計算機網路的技術基礎有哪些
第1章 計算機網路基礎知識
1.1 計算機網路的產生與發展
1.2 計算機網路概述
1.2.1 計算機網路的基本概念
1.2.2 通信子網和資源子網
1.3 計算機網路的功能
1.4 計算機網路的分類和拓撲結構
1.4.1 計算機網路的分類
1.4.2 計算機網路的拓撲結構
1.5 計算機網路的應用
小結
習題1
第2章 數據通信技術
2.1 數據通信的基本概念
2.1.1 信息、數據與信號
2.1.2 模擬信號與數字信號
2.1.3 基帶信號與寬頻信號
2.1.4 信道及信道的分類
2.1.5 數據通信的技術指標
2.1.6 通信方式
2.2 傳輸介質的主要特性和應用
2.2.1 傳輸介質的主要類型
2.2.2 雙絞線
2.2.3 同軸電纜
2.2.4 光纖
2.2.5 雙絞線、同軸電纜與光纖的性能比較
2.3 無線與衛星通信技術
2.3.1 電磁波譜
2.3.2 無線通信
2.3.3 微波通信
2.3.4 衛星通信
2.4 數據交換技術
2.4.1 電路交換
2.4.2 存儲轉發交換
2.5 數據傳輸技術
2.5.1 基帶傳輸技術
2.5.2 頻帶傳輸技術
2.5.3 多路復用技術
2.6 數據編碼技術
2.6.1 數據編碼的類型
2.6.2 數字數據的模擬信號編碼
2.6.3 數字數據的數字信號編碼
2.6.4 脈沖編碼調制
2.7 差錯控制技術
2.7.1 差錯產生的原因與差錯類型
2.7.2 誤碼率的定義
2.7.3 差錯的控制
小結
習題2
第3章 計算機網路體系結構與協議
3.1 網路體系結構與協議概述
3.1.1 網路體系結構的概念
3.1.2 網路協議的概念
3.1.3 網路協議的分層
3.1.4 其他相關概念
3.2 OSI參考模型
3.2.1 OSI參考模型的概念
3.2.2 OSI參考模型各層的功能
3.2.3 OSI參考模型中的數據傳輸過程
3.3 TCP/IP參考模型
3.3.1 TCP/IP概述
3.3.2 TCP/IP參考模型各層的功能
3.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型
3.4.1 兩種模型的比較
3.4.2 OSI參考模型的缺點
3.4.3 TCP/IP參考模型的缺點
3.4.4 網路參考模型的建議
小結
習題3
第4章 區域網
4.1 區域網概述
4.2 區域網的特點及其基本組成
4.3 區域網的主要技術
4.3.1 區域網的傳輸介質
4.3.2 區域網的拓撲結構
4.3.3 介質訪問控制方法
4.4 區域網體系結構與IEEE 802標准
4.4.1 區域網參考模型
4.4.2 IEEE 802區域網標准
4.5 區域網組網技術
4.5.1 傳統乙太網
4.5.2 IBM令牌環網
4.5.3 交換式乙太網
4.6 快速網路技術
4.6.1 快速乙太網組網技術
4.6.2 吉比特乙太網組網技術
4.6.3 ATM技術
4.7 VLAN
4.7.1 VLAN概述
4.7.2 VLAN的組網方法
4.8 WLAN
4.8.1 WLAN概述
4.8.2 WLAN的實現
4.8.3 WLAN組網實例——家庭無線區域網的組建
小結
習題4
第5章 廣域網接入技術
5.1 廣域網概述
5.2 常見的廣域網接入技術
5.2.1 數字數據網(DDN)
5.2.2 綜合業務數字網(ISDN)
5.2.3 寬頻綜合業務數字網(B-ISDN)
5.2.4 分組交換數據網(PSDN)
5.2.5 幀中繼(Frame Relay)
5.2.6 數字用戶線路xDSL
小結
習題5
第6章 網路互聯技術
6.1 網路互聯的基本概念
6.1.1 網路互聯概述
6.1.2 網路互聯的要求
6.2 網路互聯的類型和層次
6.2.1 網路互聯的類型
6.2.2 網路互聯的層次
6.3 典型網路互連設備
6.3.1 中繼器
6.3.2 網橋
6.3.3 網關
6.3.4 路由器
6.4 路由協議
6.4.1 路由信息協議(RIP)
6.4.2 內部路由協議(OSPF)
6.4.3 外部路由協議(BGP)
6.5 路由器的基本配置
6.5.1 路由器的介面
6.5.2 路由器的配置方法
小結
習題6
第7章 Inter基礎知識
7.1 Inter的產生和發展
7.1.1 ARPANET的誕生
7.1.2 NSFNET的建立
7.1.3 全球范圍Inter的形成與發展
7.2 Inter概述
7.2.1 Inter的基本概念
7.2.2 Inter的特點
7.3 Inter的主要功能與服務
7.3.1 Inter的主要功能
7.3.2 Inter的主要服務
7.4 Inter的結構
7.4.1 Inter的物理結構
7.4.2 Inter協議結構與TCP/IP
7.4.3 客戶機/伺服器的工作模式
7.5 Inter地址結構
7.5.1 IP地址概述
7.5.2 IP地址的組成與分類
7.5.3 特殊類型的IP地址
7.5.4 IP地址和物理地址的轉換
7.6 子網和子網掩碼
7.6.1 子網
7.6.2 子網掩碼
7.6.3 A類、B類、C類IP地址的標准子網掩碼
7.6.4 子網掩碼的確定
7.7 域名系統
7.7.1 域名系統的層次命名機構
7.7.2 域名的表示方式
7.7.3 域名伺服器和域名的解析過程
7.8 IPv4的應用極其局限性
7.8.1 什麼是IPv4
7.8.2 IPv4的應用
7.8.3 IPv4的局限性
7.9 IPv6簡介
7.9.1 IPv6的發展歷史
7.9.2 IPv4的缺點及IPv6的技術新特性
7.9.3 IPv4與IPv6的共存局面
7.9.4 從IPv4過渡到IPv6的方案
7.9.5 IPv6的應用前景
小結
習題7
第8章 Inter接入技術
8.1 Inter接入概述
8.1.1 接入到Inter的主要方式
8.1.2 ISP
8.2 電話撥號接入Inter
8.2.1 SLIP/PPP概述
8.2.2 Winsock概述
8.3 區域網接入Inter
8.4 ADSL接入技術
8.4.1 ADSL概述
8.4.2 ADSL的主要特點
8.4.3 ADSL的安裝
8.4.4 PPP與PPPoE
8.5 Cable Modem接入技術
8.5.1 CATV和HFC
8.5.2 Cable Modem概述
8.5.3 Cable Modem的主要特點
8.6 光纖接入技術
8.6.1 光纖接入技術概述
8.6.2 光纖接入的主要特點
8.7 無線接入技術
8.7.1 無線接入概述
8.7.2 WAP簡介
8.7.3 當今流行的無線接入技術
8.8 連通測試
小結
習題8
第9章 Inter的應用
9.1 Inter應用於家庭
9.1.1 家庭用戶連入Inter
9.1.2 使用瀏覽器瀏覽Inter
9.1.3 家庭娛樂
9.2 Inter應用於電子商務
9.2.1 電子商務及其起源
9.2.2 電子商務的特點
9.2.3 電子商務的內容
9.3 Inter應用所帶來的社會問題
9.4 Inter應用的發展趨勢與研究熱點
小結
習題9
第10章 移動IP與下一代Inter
10.1 移動IP技術
10.1.1 移動IP技術的概念
10.1.2 與移動IP技術相關的幾個重要術語
10.1.3 移動IP的工作原理
10.1.4 移動IP技術發展的3個階段
10.2 第三代Inter與中國
10.2.1 什麼是第三代Inter
10.2.2 第三代Inter的主要特點
10.2.3 中國的下一代互聯網
小結
習題10
第11章 網路操作系統
11.1 網路操作系統概述
11.1.1 網路操作系統的基本概念
11.1.2 網路操作系統的基本功能
11.1.3 網路操作系統的發展
11.2 Windows NT Server操作系統
11.2.1 Windows NT Server 的發展
11.2.2 Windows NT Server的特點
11.3 Windows 2000 Server操作系統
11.3.1 Windows 2000 Server簡介
11.3.2 Windows 2000 Server的特點
11.4 Windows Server 2003操作系統
11.4.1 Windows Server 2003簡介
11.4.2 Windows Server 2003的特點
11.5 NetWare操作系統
11.5.1 NetWare操作系統的發展與組成
11.5.2 NetWare操作系統的特點
11.6 UNIX操作系統
11.6.1 UNIX操作系統的發展
11.6.2 UNIX操作系統的特點
11.7 Linux操作系統
11.7.1 Linux操作系統的發展
11.7.2 Linux操作系統的特點
小結
習題11
第12章 網路安全
12.1 網路安全的現狀與重要性
12.2 防火牆技術
12.2.1 防火牆的基本概念
12.2.2 防火牆的主要類型
12.2.3 防火牆的主要產品
12.3 網路加密技術
12.3.1 網路加密的主要方式
12.3.2 網路加密演算法
12.4 數字證書和數字簽名
12.4.1 電子商務安全的現狀
12.4.2 數字證書
12.4.3 數字簽名
12.5 入侵檢測技術
12.5.1 入侵檢測的基本概念
12.5.2 入侵檢測的分類
12.6 網路防病毒技術
12.6.1 計算機病毒
12.6.2 網路病毒的危害及感染網路病毒的主要原因
12.6.3 網路防病毒軟體的應用
12.6.4 網路工作站防病毒的方法
12.7 網路安全技術的發展前景
12.7.1 網路加密技術的發展前景
12.7.2 入侵檢測技術的發展趨勢
12.7.3 IDS的應用前景
小結
習題12
第13章 網路管理
13.1 網路管理概述
13.1.1 網路管理的基本概念
13.1.2 網路管理體系結構
13.2 網路管理的功能
13.3 MIB
13.3.1 MIB的結構形式
13.3.2 MIB的訪問方式
13.4 SNMP
13.4.1 SNMP的發展
13.4.2 SNMP的設計目標
13.4.3 SNMP的工作機制
13.5 網路管理工具
13.5.1 HP Open View
13.5.2 IBM TME 10 NetView
13.5.3 Cisco Works 2000
13.5.4 3Com Transcend
13.6 網路管理技術的發展趨勢
小結
習題13
第14章 網路實驗
14.1 實驗1 理解網路的基本要素
14.2 實驗2 雙絞線的製作與應用
14.3 實驗3 使用「超級終端」進行串列通信
14.4 實驗4 網路連接性能的測試
14.5 實驗5 組建一個小型對等網
14.6 實驗6 服務
14.7 實驗7 使用電子郵件
14.8 實驗8 DHCP伺服器的安裝與配置
14.9 實驗9 DNS伺服器的安裝與配置
D. 如何求IP地址與子網掩碼
IP地址與子網掩碼知識
IP地址與網路分類
(1)IP地址
不同的物理網路技術有不同的編址方式;不同物理網路中的主機,
有不同的物理網路地址。網間技術是將不同物理網路技術統一起來
的高層軟體技術。網間技術採用一種全局通用的地址格式,為全網
的每一網路和每一主機都分配一個網間地址,以此屏蔽物理網路地
址的差異。IP協議提供一種全網間通用的地址格式,並在統一管理
下進行地址分配,保證一個地址對應一台網間主機(包括網關),
這樣物理地址的差異被IP層所屏蔽。IP層所用到的地址叫做網間地
址,又叫IP地址。它由網路號和主機號兩部分組成,統一網路內的
所有主機使用相同的網路號,主機號是唯一的。IP地址是一個32為
的二進制數,分成4個欄位,每個欄位8位。
(2)三類主要的網路地址
我們知道,從LAN到WAN,不同種類網路規模相差很大,必須區
別對待。因此按網路規模大小,將網路地址分為主要的三類,如下
:
A類:
0 1 2 3 8 16 24
3 1 0網路號主機號
B類:1 0網路號主機號
C類:1 1 0網路號主機號
A類地址用於少量的(最多27個)主機數大於216的大型網,每
個A類網路可容納最多224台主機;B類地址用於主機數介於28~216
之間數量不多不少的中型網,B類網路最多214個;C類地址用於每個
網路只能容納28台主機的大量小型網,C類網路最多221個。
除了以上A、B、C三個主類地址外,還有另外兩類地址,如下:
D類:1 1 1 0多目地址
E類:1 1 1 1 0留待後用
其中多目地址(multicast address)是比廣播地址稍弱的多點
傳送地址,用於支持多目傳輸技術。E類地址用於將來的擴展之用。
(3)TCP/IP規定網路地址
除了一般地標識一台主機外,還有幾種具有特殊意義的特殊形
式。
*廣播地址
TCP/IP規定,主機號全為「1」的網路地址用於廣播之用,叫做
廣播地址。所謂廣播,指同時向網上所有主機發送報文。
*有限廣播
前面提到的廣播地址包含一個有效的網路號和主機號,技術上
稱為直接廣播(directed boradcasting)地址。在網間網上的任何
一點均可向其他任何網路進行直接廣播,但直接廣播有一個缺點,
就是要知道信宿網路的網路號。
有時需要在本網路內部廣播,但又不知道本網路網路號。
TCP/IP規定,32比特全為「1」的網間網地址用於本網廣播,該地址
叫做有限廣播地址(limited broadcast address)。
*「0」地址
TCP/IP協議規定,各位全為「0」的網路號被解釋成「本」網路
。
*回送地址
A類網路地址127是一個保留地址,用於網路軟體測試以及本地
機進程間通信,叫做回送地址(loopback address)。無論什麼程
序,一旦使用回送地址發送數據,協議軟體立即返回之,不進行任
何網路傳輸。
TCP/IP協議規定,一、含網路號127的分組不能出現在任何網路
上;二、主機和網關不能為該地址廣播任何尋徑信息。由以上規定
可以看出,主機號全「0」全「1」的地址在TCP/IP協議中有特殊含
義,不能用作一台主機的有效地址。
二、子網掩碼
(1)子網TCP/IP網間網技術產生於大型主流機環境中,它能發展到今
天的規模是當初的設計者們始料未及的。網間網規模的迅速擴展對
IP地址模式的威脅並不是它不能保證主機地址的唯一性,而是會帶
來兩方面的負擔:第一,巨大的網路地址管理開銷;第二,網關尋
徑急劇膨脹。其中第二點尤為突出,尋徑表的膨脹不僅會降低網關
尋徑效率(甚至可能使尋徑表溢出,從而造成尋徑故障),更重要
的是將增加內外部路徑刷新時的開銷,從而加重網路負擔。
因此,迫切需要尋求新的技術,以應付網間網規模增長帶來的
問題。仔細分析發現,網間網規模的增長在內部主要表現為網路地
址的增減,因此解決問題的思路集中在:如何減少網路地址。於是
IP網路地址的多重復用技術應運而生。
通過復用技術,使若干物理網路共享同一IP網路地址,無疑將
減少網路地址數。
子網編址(subnet addressing)技術,又叫子網尋徑
(subnetrouting),英文簡稱subnetting,是最廣泛使用的IP網路
地址復用方式,目前已經標准化,並成為IP地址模式的一部分。
一般的,32位的IP地址分為兩部分,即網路號和主機號,我們
分別把他們叫做IP地址的「網間網部分」和「本地部分」。子網編
址技術將本地部分進一步劃分為「物理網路」部分和「主機」部分
,如圖:
網間網部分物理網路主機
網間網部分.本地部分
其中「物理網路」用於標識同一IP網路地址下的不同物理網路
,既是「子網」。
(2)子網掩碼IP協議標准規定:每一個使用子網的網點都選擇一
個32位的位模式,若位模式中的某位置1,則對應IP地址中的某位為
網路地址(包括網間網部分和物理網路號)中的一位;若位模式中
的某位置0,則對應IP地址中的某位為主機地址中的一位。例如位模
式:11111111 11111111 11111111 00000000中,前三個位元組全1,
代表對應IP地址中最高的三個位元組為網路地址;後一個位元組全0,代
表對應IP地址中最後的一個位元組為主機地址。這種位模式叫做子網
模(subnet mask)或「子網掩碼」。
為了使用的方便,常常使用「點分整數表示法」來表示一個IP
地址和子網掩碼,例如B類地址子網掩碼(11111111 11111111
11111111 00000000)為:
255.255.25.0 IP協議關於子網掩碼的定義提供一種有趣的靈活
性,允許子網掩碼中的「0」和「1」位不連續。但是,這樣的子網
掩碼給分配主機地址和理解尋徑表都帶來一定困難,並且,極少的
路由器支持在子網中使用低序或無序的位,因此在實際應用中通常
各網點採用連續方式的子網掩碼。像255.255.255.64和
255.255.255.160等一類的子網掩碼不推薦使用。
(3)子網掩碼與IP地址子網掩碼與IP地址結合使用,可以區分出
一個網路地址的網路號和主機號。
例如:有一個C類地址為:
192.9.200.13其預設的子網掩碼為:
255.255.255.0則它的網路號和主機號可按如下方法得到:
將IP地址192.9.200.13轉換為二進制11000000 00001001
11001000 00001101
將子網掩碼255.255.255.0轉換為二進制11111111 11111111
11111111 00000000
將兩個二進制數邏輯與(AND)運算後得出的結果即為網路部分
11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111
11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結果為
192.9.200.0,即網路號為192.9.200.0。
將子網掩碼取反再與IP地址邏輯與(AND)後得到的結果即為主機部
分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000
00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101結果為
0.0.0.13,即主機號為13。
(4)子網掩碼與IP地址子網掩碼與IP地址結合使用,可以區分出
一個網路地址的網路號和主機號。
例如:有一個C類地址為:
192.9.200.13 其預設的子網掩碼為:
255.255.255.0 則它的網路號和主機號可按如下方法得到:
將IP地址192.9.200.13轉換為二進制11000000 00001001
11001000 00001101
將子網掩碼255.255.255.0轉換為二進制11111111 11111111
11111111 00000000
將兩個二進制數邏輯與(AND)運算後得出的結果即為網路部分
11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111
11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結果為
192.9.200.0,
即網路號為192.9.200.0。
將子網掩碼取反再與IP地址邏輯與(AND)後得到的結果即為主機部
分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000
00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 結果
為0.0.0.13,即主機號為13。
三、子網劃分與實例根據以上分析,建議按以下步驟和實例定
義子網掩碼。
1、將要劃分的子網數目轉換為2的m次方。如要分8個子網,
8=23。
2、取上述要劃分子網數的2的m次方的冪。如23,即m=3。
3、將上一步確定的冪m按高序佔用主機地址m位後轉換為十進制
。如m為3 則是11100000,轉換為十進制為224,即為最終確定的子
網掩碼。如果是C類網,則子網掩碼為255.255.255.224;如果是B類
網,則子網掩碼為255.255.224.0;如果是C類網,則子網掩碼為
255.224.0.0。
在這里,子網個數與佔用主機地址位數有如下等式成立:2m=n
。其中,m表示佔用主機地址的位數;n表示劃分的子網個數。根據
這些原則,將一個C類網路分成4個子網。若我們用的網路號為192.
9.200,則該C類網內的主機IP地址就是192.9.200.1~
192.9.200.254(因為全「0」和全「1」的主機地址有特殊含義,不
作為有效的IP地址),現將網路劃分為4個部分,按照以上步驟:
4=22,取22的冪,即2,則二進制為11,佔用主機地址的高序位
即為11000000,轉換為十進制為192。這樣就可確定該子網掩碼為:
192.9.200.192,4個子網的IP地址范圍分別為:
二進制十進制
11000000 00001001 11001000 00000001 11000000 00001001
11001000 00111110 192.9.200.1
192.9.200.62
11000000 00001001 11001000 01000001 11000000 00001001
11001000 01111110 192.9.200.65
192.9.200.126
11000000 00001001 11001000 10000001 11000000 00001001
11001000 10111110 192.9.200.129
192.9.200.190
11000000 00001001 11001000 11000001 11000000 00001001
11001000 11111110 192.9.200.193
192.9.200.254
在此列出A、B、C三類網路子網數目與子網掩碼的轉換表,以供
參考。
A類:
子網數目 佔用位數 子網掩碼 子網中主機數
2 1 255.128.0.0 8,388,606
4 2 255.192.0.0 4,194,302
8 3 255.224.0.0 2,097,150
16 4 255.240.0.0 1,048,574
32 5 255.248.0.0 524,286
64 6 255.252.0.0 262,142
128 7 255.254.0.0 131,070
128 8 255.255.0.0 65,534
B類:
子網數目 佔用位數 子網掩碼 子網中主機數
2 1 255.255.128.0 32,766
4 2 255.255.192.0 16,382
8 3 255.255.224.0 8,190
16 4 255.255.240.0 4,094
32 5 255.255.248.0 2,046
64 6 255.255.252.0 1,022
128 7 255.255.254.0 510
256 8 255.255.255.0 254
C類:
子網數目 佔用位數 子網掩碼 子網中主機數
2 1 255.255.255.128 126
4 2 255.255.255.192 62
8 3 255.255.255.224 30
16 4 255.255.255.240 14
32 5 255.255.255.248 6
64 6 255.255.255.252 2
子網掩碼和ip地址的關系
子網掩碼是用來判斷任意兩台計算機的IP地址是否屬於同一子網路
的根據。
最為簡單的理解就是兩台計算機各自的IP地址與子網掩碼進行AND運
算後,如果得出的結果是相同的,則說明這兩台計算機是處於同一
個子網路上的,可以進行直接的通訊。就這么簡單。
請看以下示例:
運算演示之一:aa
I P 地址 192.168.0.1
子網掩碼 255.255.255.0
AND運算
轉化為二進制進行運算:
I P 地址 11010000.10101000.00000000.00000001
子網掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
AND運算
11000000.10101000.00000000.00000000
轉化為十進制後為:192.168.0.0,運算演示之二:
I P 地址 192.168.0.254,子網掩碼 255.255.255.0,AND運算
轉化為二進制進行運算:
I P 地址:11010000.10101000.00000000.11111110
子網掩碼:11111111.11111111.11111111.00000000
AND運算:11000000.10101000.00000000.00000000
轉化為十進制後為:192.168.0.0
運算演示之三:
I P 地址 192.168.0.4,子網掩碼 255.255.255.0 ,AND運算,轉
化為二進制進行運算:
I P 地址 11010000.10101000.00000000.00000100
子網掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
AND運算
11000000.10101000.00000000.00000000
轉化為十進制後為:192.168.0.0
通過以上對三組計算機IP地址與子網掩碼的AND運算後,我們可
以看到它運算結果是一樣的。均為192.168.0.0
所以計算機就會把這三台計算機視為是同一子網路,然後進行
通訊的。我現在單位使用的代理伺服器,內部網路就是這樣規劃的
。
也許你又要問,這樣的子網掩碼究竟有多少了IP地址可以用呢?你
可以這樣算。
根據上面我們可以看出,區域網內部的ip地址是我們自己規定的(
當然和其他的ip地址是一樣的),這個是由子網掩碼決定的通過對
255.255.255.0的分析。可得出:
前三位IP碼由分配下來的數字就只能固定為192.168.0 所以
就只剩下了最後的一位了,那麼顯而易見了,ip地址只能有(2的8
次方-1),即256-1=255一般末位為0或者是255的都有其特殊的作用
。
那麼你可能要問了:如果我的子網掩碼不是255.255.255.0呢?你也
可以這樣做啊假設你的子網掩碼是255.255.128.0
那麼你的區域網內的ip地址的前兩位肯定是固定的了(什麼,為什
么是固定的?你看上邊不就明白了嗎??#¥)
這樣,你就可以按照下邊的計算來看看同一個子網內到底能有多少
台機器
1、十進制128 = 二進制1000 0000
2、IP碼要和子網掩碼進行AND運算
3、I P 地址 00010000.01001001.1*******.********
子網掩碼 11111111.11111111.10000000.00000000
AND運算00010000.01001001.10000000.00000000
轉化為十進制後為:
16 . 73 . 128 . 0
4、可知我們內部網可用的IP地址為:
00010000.01001001.10000000.00000000 到
00010000.01001001.11111111.11111111
5、轉化為十進制:
16.73.128.0 到 16.73.255.255
6、0和255通常作為網路的內部特殊用途。通常不使用。
7、於是最後的結果如下:我們單位所有可用的IP地址為:
192.168.128.1-192.168.128.254
192.168.129.1-192.168.129.254
. . . . . . . . . . . . .
192.168.142.1-192.168.142.254
192.168.143.1-192.168.143.254
. . . . . . . . . . . . .
192.168.254.1-192.168.254.254
192.168.255.1-192.168.255.254
8、總數為(255-128+1)*(254-1+1) =128 * 254 = 32512
FAINT!!!!@#!@把我們公司都買了還買不了這么多的機器呢!?
¥!?#
9、看看的結果是否正確
(1)、設定IP地址為192.168.128.1
Ping 192.168.129.233通過測試
訪http://192.168.129.233可以顯示出主頁
(2)、設定IP地址為192.168.255.254
Ping 192.168.129.233通過測試
訪http://192.168.129.233可以顯示出主頁
10、結論
以上證明我們的結論是對的。
現在你就可以看你的子網中能有多少台機器了
255.255.255.128
分解:11111111.11111111.11111111.1000000
所以你的內部網路的ip地址只能是
xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0???????
到xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111
E. 什麼是埠復用技術
埠復用技術
二)防火牆滲透
以上我們簡單的介紹了防火牆的原理,分類,優缺點等。下面,我們將對防火牆的滲透技術做一下簡單的介紹。
精心配置過的防火牆固然將讓絕大多數crackers擋在外圍,掌握網路控制的主動權,但是,防火牆並不是萬能的,我們也在上一節的內容中簡單的講了防火牆的缺點。沒有任何一樣網路產品可以說是絕對安全的。綠盟的san的一篇的文章介紹了滲透防火牆的shellcode,有興趣的朋友可以參考一下:http://www.winnerinfo.net/infoview.asp?Kind=145&ID=529 ,我在這里想再提起「通道技術」。
說到通道技術,我想再提一下「埠復用」,很多朋友以為通道技術就是埠復用技術。那麼,錯了,埠復用是指一個埠上建立了多個連接,而不是在一個埠上面開放了多個服務而互不幹擾。假如你想在已經開放了WWW服務的主機上,在80埠再添加一項服務,只有2種可能:1.添加服務失敗 2.WWW服務出錯。那麼什麼是通道呢?這里所謂的通道,是指一種繞過防火牆埠屏蔽的通訊方式。防火牆兩端的數據包封裝在防火牆所允許通過的數據包類型或是埠上,然後穿過防火牆與處在防火牆後面的主機通訊,當封裝的數據包到達目的地時,再將數據包還原,並將還原後的數據包交送到相應的服務上,是在一個埠上面開放了多個服務而互不幹擾的。
為了通信,不論是什麼防火牆,都不可能把所有的服務,所有的埠都封閉。(如果有那樣的防火牆,還不如拔網線來的直接,呵呵)大多數的防火牆或多或少都要開放一個埠或服務(比如HTTP),只要開放了埠和服務,就給了我們滲透的可能。HTTP是一種比較簡單而常用的互交式協議,你給伺服器發送一個請求,伺服器就返回給你一個回應。幾乎所有的主機都被允許發送HTTP請求。網路上HTTP協議使用的是如此廣泛,這也決定了我們可以通過使用通道技術而輕松的通過防火牆或其他類似設備而將我們需要的數據發送至目標。一個很典型的例子就是http-tunnel.
在http-tunnel的官方網站http://www.http-tunnel.com上有這么一句話:「http-tunnel在HTTP請求中建立了一個雙向的虛擬數據連接。HTTP請求可以經過代理而被發送,這就可以被那些處在限制了埠的防火牆背後的用戶使用。如果通過HTTP代理的WWW瀏覽是被允許的,那麼http-tunnel也就可以成立,也就是說,可以在防火牆外telnet或者PPP到防火牆的內部。」這樣看來,攻擊者可以使用這種技術來實現遠程式控制制。我們來看看http-tunnel的設計思路:
A主機在防火牆的外面,沒有做任何限制。B主機在防火牆內部,受到防火牆保護,防火牆配置的訪問控制原則是只允許80埠的數據進出,但主機開放了telnet服務。現在假設需要從A系統Telnet到B系統上去,怎麼辦?使用正常的telnet肯定是不可能了,因為telnet使用的23埠被防火牆屏蔽,防火牆收到這個telnet的包後,發現不符合只允許80埠的數據通過的過濾原則,就丟棄了。但我們知道可用的有80埠,那麼這個時候使用Httptunnel通道,就是一個好的辦法,思路如下:
在A機器上運行tunnel的客戶端,讓它偵聽本機的一個不被使用的任意指定埠(最好是1024以上65535以下),如,8888。同時將來自8888埠上的數據指引到B機的80埠上,因為是80埠,防火牆是允許通過的。然後在B機上起一個服務端,(在只有80埠對外開放的情況下,只能先得到一個WEBSHELL,想辦法提升自己的許可權,並運行服務端)同樣掛接在80埠上,同時指引80埠的來自客戶端的轉發到本機的telnet服務埠23,這樣就OK了。現在在A機上telnet本機埠8888,根據剛才的設置數據包會被轉發到目標埠為80的B機,因為防火牆允許通過80埠的數據,因此數據包暢通的穿過防火牆,到達B機。此時B機在80埠偵聽的進程收到來自A的數據包,會將數據包還原,再交還給telnet進程。當數據包需要由B到A返回時,將由80埠再回送,同樣可以順利的通過防火牆。
上述功能似乎用埠映射也能做的到,把A主機上的23埠重定向到80埠,再把B主機上的80埠重定向到23埠就行了。但如果B主機已經開啟了WWW服務了呢?要使用上述功能,使用埠映射必須犧牲B主機的80埠,這是得不償失的。試想在一次滲透防火牆的對某台主機的攻擊中,把別人本來已經開啟的WWW服務DOWN了,你還能在這台主機上呆多久?但是,使用http-tunnel就可以完美實現,即使B主機已經開放80,提供WWW,我們也照樣可以發送telnet到其80埠上,享受到「正版」的telnet服務。
對於通道技術,我們的解決方案是採用應用層的數據包檢測技術,因為在正常的HTTP請求中,GET、POST等行為是必不可少的,如果來自一個連接的HTTP請求中,總是沒有GET、POST,那麼這個連接肯定有問題。從而終止此連接。現在已經有公司的IDS產品能夠查出隱藏在80中的tunnel,但是這些IDS產品的費用恐怕也不是中小型企業能承受的了的。
對於防火牆的滲透,還有一些方法,比如找防火牆本身的設計缺陷等等,但那些難度太大。恐怕不是我們應該考慮的了。
訪問控制列表介紹
訪問控制列表(ACL)是應用在路由器介面的指令列表。這些指令列表用來告訴路由器哪能些數據包可以收、哪能數據包需要拒絕。至於數據包是被接收還是拒絕,可以由類似於源地址、目的地址、埠號等的特定指示條件來決定。訪問控制列表從概念上來講並不復雜,復雜
F. 什麼是ATM網路
一、 中國公用多媒體ATM寬頻網(CHINAATM)是中國電信投資建設並經營管理的以非同步轉移模式(ATM)技術為基礎的,向社會提供超高速綜合信息傳送服務的全國性網路。
ATM是"非同步轉移模式"的英文縮寫。所謂"非同步轉移模式",是一種採用統計時分復用技術"面向分組"的傳送模式;在ATM中,信息流被組織成固定尺寸的塊(稱為"信元")進行傳送,信元長度為53位元組;信元的傳送是"面向連接"的,只有在已經建立好的虛連接("虛電路")上才能接收和發送信元。
二、 ATM網的優點
超高速的通信能力
ATM交換機採用硬體交換,是區分傳統的IP網和分組交換網的重要特點。由於採用了定長的信元作為交換單元,使得硬體高速交換得以實現。目前ATM技術提供給用戶可選擇的通信速率范圍從數百K比特每秒到高達2.5G比特每秒,並且正在隨著技術進步而發展。
G. soc的片上系統
System on Chip,簡稱Soc,也即片上系統。從狹義角度講,它是信息系統核心的晶元集成,是將系統關鍵部件集成在一塊晶元上;從廣義角度講, SoC是一個微小型系統,如果說中央處理器(CPU)是大腦,那麼SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統。國內外學術界一般傾向將SoC定義為將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲控制介面)集成在單一晶元上,它通常是客戶定製的,或是面向特定用途的標准產品。
SoC定義的基本內容主要在兩方面:其一是它的構成,其二是它形成過程。系統級晶元的構成可以是系統級晶元控制邏輯模塊、微處理器/微控制器CPU 內核模塊、數字信號處理器DSP模塊、嵌入的存儲器模塊、和外部進行通訊的介面模塊、含有ADC /DAC 的模擬前端模塊、電源提供和功耗管理模塊,對於一個無線SoC還有射頻前端模塊、用戶定義邏輯(它可以由FPGA 或ASIC實現)以及微電子機械模塊,更重要的是一個SoC 晶元內嵌有基本軟體(RDOS或COS以及其他應用軟體)模塊或可載入的用戶軟體等。系統級晶元形成或產生過程包含以下三個方面:
1) 基於單片集成系統的軟硬體協同設計和驗證;
2) 再利用邏輯面積技術使用和產能佔有比例有效提高即開發和研究IP核生成及復用技術,特別是大容量的存儲模塊嵌入的重復應用等;
3) 超深亞微米(VDSM) 、納米集成電路的設計理論和技術。
SoC設計的關鍵技術
SoC關鍵技術主要包括匯流排架構技術、IP核可復用技術、軟硬體協同設計技術、SoC驗證技術、可測性設計技術、低功耗設計技術、超深亞微米電路實現技術,
並且包含做嵌入式軟體移植、開發研究,是一門跨學科的新興研究領域 SoC是System on Chip的縮寫,直譯是「晶元級系統」,通常簡稱「片上系統」。因為涉及到「Chip」,SoC身上也會體現出「集成電路」與「晶元」之間的聯系和區別,其相關內容包括集成電路的設計、系統集成、晶元設計、生產、封裝、測試等等。跟「晶元」的定義類似,SoC更強調的是一個整體,在集成電路領域,給它的定義為:由多個具有特定功能的集成電路組合在一個晶元上形成的系統或產品,其中包含完整的硬體系統及其承載的嵌入式軟體。
這意味著,在單個晶元上,就能完成一個電子系統的功能,而這個系統在以前往往需要一個或多個電路板,以及板上的各種電子器件、晶元和互連線共同配合來實現。前面我們說集成電路的時候提到過樓房對平房的集成,而SoC可以看作是城鎮對樓房的集成;賓館、飯店、商場、超市、醫院、學校、汽車站和大量的住宅,集中在一起,構成了一個小鎮的功能,滿足人們吃住行的基本需求。目前SoC更多的是對處理器(包括CPU、DSP)、存儲器、各種介面控制模塊、各種互聯匯流排的集成,其典型代表為手機晶元(參見術語「終端晶元」的介紹)。目前SoC還達不到單晶元實現一個傳統的電子產品的程度,可以說現在SoC只是實現了一個小鎮的功能,還不能實現一個城市的功能。
SoC有兩個顯著的特點:一是硬體規模龐大,通常基於IP設計模式;二是軟體比重大,需要進行軟硬體協同設計。城市相比農村的優勢很明顯:配套齊全、交通便利、效率高。SoC也有類似特點:在單個晶元上集成了更多配套的電路,節省了集成電路的面積,也就節省了成本,相當於城市的能源利用率提高了;片上互聯相當於城市的快速道路,高速、低耗,原來分布在電路板上的各器件之間的信息傳輸,集中到同一個晶元中,相當於本來要坐長途汽車才能到達的地方,現在已經挪到城裡來了,坐一趟地鐵或BRT就到了,這樣明顯速度快了很多;城市的第三產業發達,更具有競爭力,而SoC上的軟體則相當於城市的服務業務,不單硬體好,軟體也要好;同樣一套硬體,今天可以用來做某件事,明天又可以用來做另一件事,類似於城市中整個社會的資源配置和調度、利用率方面的提高。可見SoC在性能、成本、功耗、可靠性,以及生命周期與適用范圍各方面都有明顯的優勢,因此它是集成電路設計發展的必然趨勢。目前在性能和功耗敏感的終端晶元領域,SoC已佔據主導地位;而且其應用正在擴展到更廣的領域。單晶元實現完整的電子系統,是IC 產業未來的發展方向。 1) 安全對象管理
2) 脆弱性管理
3) 風險管理
4) 事件管理
5) 網路管理
6) 安全預警與告警管理
7) 安全策略管理
8) 工單管理
9) 知識庫管路
10) 專家輔助決策管理
11) 報表管理
12) 分級管理
系統可以分為三大組件:伺服器(Server)、代理(Agent)和資料庫(DataBase)。代理(Agent)負責在網路中採集全網安全事件,預處理(對原始安全事件進行收集、過濾、歸並等操作)後發送給伺服器(Server);伺服器負責對預處理後的安全事件進行集中分析、響應、可視化輸出以及做出專家建議;資料庫則負責集中存儲預處理後的安全事件。 集成電路的發展已有40年的歷史,它一直遵循摩爾所指示的規律推進,現已進入深亞微米階段。由於信息市場的需求和微電子自身的發展,引發了以微細加工(集成電路特徵尺寸不斷縮小)為主要特徵的多種工藝集成技術和面向應用的系統級晶元的發展。隨著半導體產業進入超深亞微米乃至納米加工時代,在單一集成電路晶元上就可以實現一個復雜的電子系統,諸如手機晶元、數字電視晶元、DVD 晶元等。在未來幾年內,上億個晶體管、幾千萬個邏輯門都可望在單一晶元上實現。 SoC (System - on - Chip)設計技術始於20世紀90年代中期,隨著半導體工藝技術的發展,IC設計者能夠將愈來愈復雜的功能集成到單矽片上, SoC正是在集成電路( IC)向集成系統( IS)轉變的大方向下產生的。1994年Motorola發布的FlexCore系統(用來製作基於68000和PowerPC的定製微處理器)和1995年LSILogic公司為Sony公司設計的SoC,可能是基於IP( IntellectualProperty)核完成SoC設計的最早報導。由於SoC可以充分利用已有的設計積累,顯著地提高了ASIC的設計能力,因此發展非常迅速,引起了工業界和學術界的關注。
SOC是集成電路發展的必然趨勢,是技術發展的必然,也是IC 產業未來的發展。 半導體工藝技術的系統集成
軟體系統和硬體系統的集成 降低耗電量
減少體積
增加系統功能
提高速度
節省成本 系統功能集成是SoC的核心技術
在傳統的應用電子系統設計中,需要根據設計要求的功能模塊對整個系統進行綜合,即根據設計要求的功能,尋找相應的集成電路,再根據設計要求的技術指標設計所選電路的連接形式和參數。這種設計的結果是一個以功能集成電路為基礎,器件分布式的應用電子系統結構。設計結果能否滿足設計要求不僅取決於電路晶元的技術參數,而且與整個系統PCB版圖的電磁兼容特性有關。同時,對於需要實現數字化的系統,往往還需要有單片機等參與,所以還必須考慮分布式系統對電路固件特性的影響。很明顯,傳統應用電子系統的實現採用的是分布功能綜合技術。
對於SoC來說,應用電子系統的設計也是根據功能和參數要求設計系統,但與傳統方法有著本質的差別。SoC不是以功能電路為基礎的分布式系統綜合技術。而是以功能IP為基礎的系統固件和電路綜合技術。首先,功能的實現不再針對功能電路進行綜合,而是針對系統整體固件實現進行電路綜合,也就是利用IP技術對系統整體進行電路結合。其次,電路設計的最終結果與IP功能模塊和固件特性有關,而與PCB板上電路分塊的方式和連線技術基本無關。因此,使設計結果的電磁兼容特性得到極大提高。換句話說,就是所設計的結果十分接近理想設計目標。
SoC設計的關鍵技術主要包括匯流排架構技術、IP核可復用技術、軟硬體協同設計技術、SoC驗證技術、可測性設計技術、低功耗設計技術、超深亞微米電路實現技術等,此外還要做嵌入式軟體移植、開發研究,是一門跨學科的新興研究領域。 固件集成是SoC的基礎設計思想
在傳統分布式綜合設計技術中,系統的固件特性往往難以達到最優,原因是所使用的是分布式功能綜合技術。一般情況下,功能集成電路為了滿足盡可能多的使用面,必須考慮兩個設計目標:一個是能滿足多種應用領域的功能控制要求目標;另一個是要考慮滿足較大范圍應用功能和技術指標。因此,功能集成電路(也就是定製式集成電路)必須在I/O和控制方面附加若干電路,以使一般用戶能得到盡可能多的開發性能。但是,定製式電路設計的應用電子系統不易達到最佳,特別是固件特性更是具有相當大的分散性。
對於SoC來說,從SoC的核心技術可以看出,使用SoC技術設計應用電子系統的基本設計思想就是實現全系統的固件集成。用戶只須根據需要選擇並改進各部分模塊和嵌入結構,就能實現充分優化的固件特性,而不必花時間熟悉定製電路的開發技術。固件基礎的突發優點就是系統能更接近理想系統,更容易實現設計要求。 嵌入式系統是SoC的基本結構
在使用SoC技術設計的應用電子系統中,可以十分方便地實現嵌入式結構。各種嵌入結構的實現十分簡單,只要根據系統需要選擇相應的內核,再根據設計要求選擇之相配合的IP模塊,就可以完成整個系統硬體結構。尤其是採用智能化電路綜合技術時,可以更充分地實現整個系統的固件特性,使系統更加接近理想設計要求。必須指出,SoC的這種嵌入式結構可以大大地縮短應用系統設計開發周期。 IP是SoC的設計基礎
傳統應用電子設計工程師面對的是各種定製式集成電路,而使用SoC技術的電子系統設計工程師所面對的是一個巨大的IP庫,所有設計工作都是以IP模塊為基礎。SoC技術使應用電子系統設計工程師變成了一個面向應用的電子器件設計工程師西叉歐。由此可見,SoC是以IP模塊為基礎的設計技術,IP是SoC應用的基礎。 SoC技術中的不同階段
用SoC技術設計應用電子系統的幾個階段如圖1所示。在功能設計階段,設計者必須充分考慮系統的固件特性,並利用固件特性進行綜合功能設計。當功能設計完成後,就可以進入IP綜合階段。IP綜合階段的任務利用強大的IP庫實現系統的功能IP結合結束後,首先進行功能模擬,以檢查是否實現了系統的設計功能要求。功能模擬通過後,就是電路模擬,目的是檢查IP模塊組成的電路能否實現設計功能並達到相應的設計技術指標。設計的最後階段是對製造好的SoC產品進行相應的測試,以便調整各種技術參數,確定應用參數。 1、設計重用技術
數百萬門規模的系統級晶元設計,不能一切從頭開始,要將設計建立在較高的層次上。需要更多地採用IP復用技術,只有這樣,才能較快地完成設計,保證設計成功,得到價格低的 SoC,滿足市場需求。
設計再利用是建立在芯核(CORE)基礎上的,它是將己經驗證的各種超級宏單元模塊電路製成芯核,以便以後的設計利用。芯核通常分為三種,一種稱為硬核,具有和特定工藝相連系的物理版圖,己被投片測試驗證。可被新設計作為特定的功能模塊直接調用。第二種是軟核,是用硬體描述語言或C語言寫成,用於功能模擬。第三種是固核(firm core),是在軟核的基礎上開發的,是一種可綜合的並帶有布局規劃的軟核。設計時候復用方法在很大程度上要依靠固核,將RTL級描述結合具體標准單元庫進行邏輯綜合優化,形成門級網表,再通過布局布線工具最終形成設計所需的硬核。這種軟的RTL綜合方法提供一些設計靈活性,可以結合具體應用,適當修改描述,並重新驗證,滿足具體應用要求。另外隨著工藝技術的發展,也可利用新的庫重新綜合優化、布局布線、重新驗證以獲得新工藝條件下的硬核。用這種方法實現設計再利用和傳統的模塊設計方法相比其效率可以提高2-3倍,因此,0.35um工藝以前的設計再利用多用這種RTL軟核
2、綜合方法實現
隨著工藝技術的發展,深亞微米(DSM)使系統級晶元更大更復雜。這種綜合方法將遇到新的問題,因為隨著工藝向0.18um或更小尺寸發展,需要精確處理的不是門延遲而是互連線延遲。再加之數百兆的時鍾頻率,信號間時序關系十分嚴格,因此很難用軟的RTL綜合方法達到設計再利用的目的。
建立在芯核基礎上的系統級晶元設計,使設計方法從電路設計轉向系統設計,設計重心將從今天的邏輯綜合、門級布局布線、後模擬轉向系統級模擬,軟硬體聯合模擬,以及若干個芯核組合在一起的物理設計。迫使設計業向兩極分化,一是轉向系統,利用IP設計高性能高復雜的專用系統。另一方面是設計模 M下的芯核,步入物理層設計,使模櫻托競說男 能更好並可預測。
3、低功耗的設計技術
系統級晶元因為百萬門以上的集成度和數百兆時鍾頻率下工作,將有數十瓦乃至上百瓦的功耗。巨大的功耗給使用封裝以及可靠性方面都帶來問題,因此降低功耗的設計是系統級晶元設計的必然要求。設計中應從多方面著手降低晶元功耗。 2014年8月20日,國產彩電巨頭創維在京召開以「見證奇G的時刻」為主題的新品發布會,高調發布全球首款GLED電視。此次發布會堪稱重量級,不僅創維集團高層領導悉數出席,更是邀請到工信部刁司長,以及國內160餘家主流媒體及行業專家。
會上工信部刁司長發表了講話,講話內容表示:創維集團與華為海思以項目為紐帶結成了緊密的合作夥伴,並成功研製我國首款自主研發並成功實現量產的高端智能電視晶元,晶元性能優於市場同類晶元,對改變我國彩電行業缺芯少屏的局面,提升電子信息產業核心競爭力有著重要的意義!
2014年8月21日《新聞聯播》報道:「中國本土企業創維聯合海思自主研發的智能電視SOC晶元研製成功並首次實現量產。 搭載這款晶元的創維GLED新品的系統速度、解碼能力等智能電視核心性能居行業領先水平。」同時,創維此「智能電視SOC晶元研發及產業化」項目已經申報「核心電子器件、高端通用晶元及基礎軟體產品」國家科技重大專項(簡稱「核高基重大專項」)課題,創維將與海思在晶元定義、晶元驗證、晶元的整機研發和產業化等核心領域展開深度合作。 首批搭載此晶元的創維G8200系列新品4000台已於2014年8月20日上市。
H. IP核是什麼
IP核(Intellectual Property core)是一段具有特定電路功能的硬體描述語言程序,該程序與集成電路工藝無關,可以移植到不同的半導體工藝中去生產集成電路晶元。
概述編輯
利用IP核設計電子系統,引用方便,修改基本元件的功能容易。具有復雜功能和商業價值的IP核一般具有知識產權,盡管IP核的市場活動還不規范,但是仍有許多集成電路設計公司從事IP核的設計、開發和營銷工作。IP核有兩種,與工藝無關的VHDL程序稱為軟核;具有特定電路功能的集成電路版圖稱為硬核。硬核一般不允許更改,利用硬核進行集成電路設計難度大,但是容易成功流片。
2基本分類編輯
IP內核的三種類型
IP內核可以在不同的硬體描述級實現,由此產生了三類IP內核:軟核、固核和硬核。這種分類主要依據產品交付的方式,而這三種IP內核實現方法也各具特色。
軟核功能
軟核是用VHDL等硬體描述語言描述的功能塊,但是並不涉及用什麼具體電路元件實現這些功能。軟IP通常是以硬體描述語言HDL源文件的形式出現,應用開發過程與普通的HDL設計也十分相似,只是所需的開發硬軟體環境比較昂貴。軟IP的設計周期短,設計投入少。由於不涉及物理實現,為後續設計留有很大的發揮空間,增大了IP的靈活性和適應性。其主要缺點是在一定程度上使後續工序無法適應整體設計,從而需要一定程度的軟IP修正,在性能上也不可能獲得全面的優化。由於軟核是以源代碼的形式提供,盡管源代碼可以採用加密方法,但其知識產權保護問題不容忽視。
硬核功能
硬核提供設計階段最終階段產品:掩模。以經過完全的布局布線的網表形式提供,這種硬核既具有可預見性,同時還可以針對特定工藝或購買商進行功耗和尺寸上的優化。盡管硬核由於缺乏靈活性而可移植性差,但由於無須提供寄存器轉移級(RTL)文件,因而更易於實現IP保護。
固核功能
固核則是軟核和硬核的折衷。大多數應用於FPGA的IP內核均為軟核,軟核有助於用戶調節參數並增強可復用性。軟核通常以加密形式提供,這樣實際的 RTL對用戶是不可見的,但布局和布線靈活。在這些加密的軟核中,如果對內核進行了參數化,那麼用戶就可通過頭文件或圖形用戶介面(GUI)方便地對參數進行操作。對於那些對時序要求嚴格的內核(如PCI介面內核),可預布線特定信號或分配特定的布線資源,以滿足時序要求。這些內核可歸類為固核,由於內核是預先設計的代碼模塊,因此這有可能影響包含該內核的整體設計。由於內核的建立(setup)、保持時間和握手信號都可能是固定的,因此其它電路的設計時都必須考慮與該內核進行正確地介面。如果內核具有固定布局或部分固定的布局,那麼這還將影響其它電路的布局。
介紹
IP(知識產權)核將一些在數字電路中常用,但比較復雜的功能塊,如FIR濾波器、SDRAM控制器、PCI介面等設計成可修改參數的模塊。IP核的重用是設計人員贏得迅速上市時間的主要策略。隨著CPLD/FPGA的規模越來越大,設計越來越復雜(IC的復雜度以每年55%的速率遞增,而設計能力每年僅提高21%),設計者的主要任務是在規定的時間周期內完成復雜的設計。調用IP核能避免重復勞動,大大減輕工程師的負擔,因此使用IP核是一個發展趨勢。
分類
IP核包括硬IP與軟IP。可配置IP是參數化後的可重定目標IP,其優點是可以對功能加以裁剪,以符合特定的應用。這些參數包括匯流排寬度、存儲器容量、使能或禁止功能塊。
軟IP是以綜合形式交付的,因而必須在目標工藝中實現,並由系統設計者驗證。其優點是源代碼靈活,可重定目標於多種製作工藝,在新功能級中重新配置。
不過大多數庫是收費的,但也可以從網上下載一些免費的IP核。
3技術應用編輯
數字到模擬轉換器(DACs)將一個二進制數轉換為與之對應的電壓值,常用的D/A轉換器都是由電阻或電容加權網路、受碼元控制的開關和基準電壓或電流源組成。當D/A轉換器需要轉換的信號每次取樣字長很長時,對這些電路的精度要求很高,並且還必須在整個溫度范圍和整個使用壽命期間內保持電路參數的穩定。例如,一個16位的D/A轉換器,其MSB的精度必須在1/2 16以內,這是很困難的。所以,需尋求一種中保持高解析度又可降低對電路精度和穩定度要求的方法。
可綜合的Delta-Sigma DAC(術語Delta-Sigma分別指算術差與和,即Δ-∑DAC),是Xilinx公司提供的免費IP核,可從網上下載得到。
4數字技術編輯
Delta-Sigma DAC使用數字技術,因而它不受溫度的影響,並且能在一片可編程邏輯器件中實現。避免在D/A轉換器中使用匹配電阻,不僅能更便宜,而且,其轉換是線性的。Delta-Sigma DAC實際上是高速單個位的DAC,用數字反饋技術,在輸出端產生一串脈沖。脈沖串中信號為高電平的時間部分與二進制輸入成比例,當這個脈沖串通過一個模擬低通濾波器後就得到一個模擬輸出信號。
圖1
是一個典型的可編程邏輯器件實現的DAC的頂層電路圖,輸入信號有復位信號、時鍾信號以及二進制數據匯流排。輸出DACoutDrvr驅動一個外部的低通濾波器Vout能從0V~Vcco。這里Vcco是FPGA I/O塊的供電電壓。輸入/輸出詳細說明如表1所列。
表1 輸入輸出描述表
信號 方向 描 述
DACOUT 輸出 驅動外部低通濾波器的脈沖串(通過一個輸出驅動器)
DACIN 輸入 數字輸入匯流排,值必須設置成鍾的正沿
clk 輸入 正沿有效
Reset 輸入 復位信號初始化SigmaLatch和輸出D觸發器
DAC的二進制輸入是一個無符號數。「0」代表最低電壓,輸出的模擬電壓也只有正的。「0」輸入產生0V輸出,輸入端全「1」,則輸出近似達到Vcco。
圖2
是Delta-Sigma DAC的原理框圖,二進制輸入的位寬是可變的。為簡單起見,電路原理圖描述了一個8位二進制輸入的DAC。
在這個器件中,二進制加法器用來產生和,也用來產生差。盡管Delta Adder的輸入是無符號數,兩個加法器的輸出卻都是有符號數。Delta Adder計算DAC輸入和當前DAC輸出的差,並用一個二進制數表示。因為DAC的輸出是一個單個的位,因此它不是1就是0。如圖2所示,當輸入加上由Sigma Latch的輸出的兩個拷貝與0構成的10位數,就產生差值,這也補償了DACIN是無符號數的事實。Sigma Adder將它原來的輸出(保存在Sigma Latch中)與當前的Delta Adder的輸出相加。
圖1中輸出電壓與輸入電壓的關系為
VOUT=(DACIN/(2MSBI+1))×VCCO
式中單位為V。
例如,對於一個8位DAC(MSBI=7),最後的輸出是這樣:DACIN輸入是0,則輸出也是0;DACIN輸入是十六進制數FF時,輸出值為最大(255/256)×Vcco。
阻容低通濾波器適合多數應用需要,一個簡單的阻容低通濾波器就能工作得很好。
Vs的定義是:DAC輸入增加或減少時,在Vout端產生變化的絕對值。對一個8位DAC,Vs等於(1/256)×Vcco。
Vout能夠產生在0V~Vcco之間可變的電壓,具體的值由DACIN的位寬和輸入的數值決定。
Delta-Sigma DAC適合需要相對高精度的低頻應用。在這種應用中,電壓不會很快地變化,因此,RC的時間常數可以很大,以減小雜訊。
這種DAC最廣泛的應用就是產生通常直流電壓。這包括電壓控制振盪器、電壓控制運算放大器、I/O參數電壓、可編程電壓源、波形發生器(正弦、三角等)、A/D轉換中的參考電壓等。
Delta-Sigma DAC是一個例子,說明高速可編程邏輯器件能用於混合信號系統,以減少元件的數量。可編程邏輯器件的速度和密度使它們成為模擬信號產生和處理方面理想的元件。
5語言程序編輯
用VHDL語言編寫的程序
library ieee;
use ieeestd_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity dac_ds is
port(reset :in std_logic;
clk :in std_logic;
din :in std_logic_vector(7 downto 0);--Signed integer
dout :out std_logic;
);
end dac_ds;
architecture arch_dac_ds of dac_ds is
signal error :std_logic_vector(9 downto 0);--Error accumulator is 2 bits larger
constant zeros:std_logic_vector(7 downto 0):=(others=>'0');
begin
process(reset,clk,din)
variable val :std_logic_vector(9 downto 0);
begin
if reset='1'then
error<=(others=>'0');
dout<='0';
elsif clk'event and clk='1' then
--val:=din+error;din is sign extended to nbits+2
val:=(din(din'high)&din(din'high)&din)+error;
if val(val'high)='0'then
dout<='1';
error<=val+("11"& zeros);
else
dout<='0';
error<=val+("01"&zeros);
end if;
end if;
end process;
end arch_dac_ds;
6選擇和配置編輯
選擇MAX7000S系列可編程邏輯器件,編譯後由MAX+PLUS II軟體自動配置進EMP7032SLC44晶元,將生成的目標文件通過編程電纜對器件進行編程。
將該IP核實現的D/A轉換器用於新型智能電阻爐溫度控制儀中,因為調節爐溫的信號不要求變化很快,因此DAC的輸入二進制信號為緩變信號。對於這種低頻應用,可以將RC時間常數取得較大,以減小雜訊。這樣,可綜合的VHDL語言Delta-Sigma DAC模塊配置進EMP7032晶元後,達到了預期的效果。
7注意事項編輯
知識產權(IP)的再使用是設計組贏得迅速上市時間的主要策略,因為留給設計者完成諸如蜂窩電話和Internet路由器等熱門IC設計的周期只有3個月。設計者還需面對這樣一個嚴酷的現實,即IC的復雜度以每年55%的速率遞增,而設計能力每年僅提高21%。
為系統設計者專門製作的再使用IP彌補了這方面的不足。再使用既為IP建立者,也為系統設計者提供一種共享最佳IP核和主導模塊的方法。系統設計者的主要任務是在規定的周期時間內研發出復雜的設計。這只有採用新設計方法和完全不同的晶元設計理念才能完成。IP再使用已經成為系統設計方法的關鍵所在。
標准選擇
標準是再使用的基礎。在設計一個系統時,可供工程人員考慮的工業標准很多,比如半導體再使用標准(SRS),它是對各種工業再使用創議標準的補充,提出這些創議標準的組織包括「虛插座介面聯盟VSIA」等。再使用標准為IP設計流程中的各階段提供規則、指南和介面方法。它是高效設計方法的一個里程碑,讓可再用IP快捷地、即插即用地集成到系統解決方案成為可能。
再使用標准通常涉及到許多方面,如系統級設計、結構、實現、驗證以及文件編制和可交付清單等與IP有關的事項。例如,結構分類目錄解決片上或片外的介面。實現分類目錄通過HDL代碼標准、物理表示、單元庫以及模擬子單元集中解決如何建立IP的問題。功能驗證及可測試設計(DFT)標准則包含在驗證分類目錄中。
選擇
根據IP使用的劃分,IP建立者可按下列三種形式設計IP:可再用、可重定目標以及可配置。可再用IP是著眼於按各種再使用標準定義的格式和快速集成的要求而建立的,便於移植,更重要的是有效集成。可重定目標IP是在充分高的抽象級上設計的,因而可以方便地在各種工藝與結構之間轉移。可配置IP是參數化後的可重定目標IP,其優點是可以對功能加以裁剪以符合特定的應用。這些參數包括匯流排寬度、存儲器容量、使能或禁止功能塊。硬IP與軟IP的意圖不同,因而對IP的開發和在這之後的IP的集成採用不同的方法。
硬IP
硬IP對功率、體積和性能進行了優化,並映射至特定的工藝。具體實例包括已完成布局布線的網表,以特定工藝庫或全定製物理布圖,或兩者之組合。硬IP是特定工藝來實現的,通常用GDSII格式表示。硬IP可以再使用,且由於它已處於設計表示的最底層,因而最容易集成。硬IP已完全用目標工藝實現是按十分接近於標准單元庫元件的形式交付的,故而允許設計者將IP快速地集成在衍生產品中。硬IP最大的優點是確保性能,如速度、功耗等。然而難以轉移到新工藝或集成到新結構中,是不可重配置的。
軟IP
軟IP是以綜合形式交付的,因而必須在目標工藝中實現,並由系統設計者驗證。其優點是源代碼的靈活性,它可重定目標於多種製作工藝,在新功能級中重新配置。
由於設計以高層次表示,因而軟IP是可再用的,易於重定目標和重配置,然而預測軟IP的時序、面積與功率諸方面的性能較困難。為了實現最高效率的再使用並減少集成時間,IP應從軟體源代碼開始;而為了確保性能,復雜IP應以硬IP的形式共享。
軟插接
軟插接是開發符合再使用標准IP的過程,它應成為建立新IP設計流程的組成部分。過程需要有關IP深層的知識,因此只有IP建立者最熟知IP塊,有能力建立這些些概念,在時序分析時去除假通路,並最終確定結果的正確性。與DFT一樣,軟插接會修改現有的設計流程來適應再使用設計和生成附加可交付項,因此在設計流程中應及早考慮再使用事項。
提供獲取
IP資源庫為IP建立者和系統設計者提供共享和使用IP的基礎設施。這個系統應讓IP建立者和系統設計者共享硬和軟兩方面的可再用IP。資源庫提供多場所的全方位訪問,系統集成的全方位開發。它也是設計師搜索、選擇、將再使用塊集成到自己系統中的快捷而又簡便的途徑。
資源庫基礎設施還應開辟一個區域,讓系統開發者提供反饋、出錯報告、錯誤改正及資源庫中任何有關IP塊的註解。反饋信息塊建立者對錯誤的修復與改進說明一起是塊資料庫列表的一部分。
8技術認證編輯
認證
認證能確定IP塊是否符合相關的再使用標准。它提供一把表徵塊再使用質量的尺度,應在IP進入資源庫前完成。由於IP建立者熟知IP,他應測試塊概念間的一致性以及與工具、庫以及硬體平台的兼容性。一個獨立的認證小組通過對可交付性、再使用性以及出錯歷史記錄的隨機抽樣,預測IP核的質量和可靠性,定出IP的分類等級。這個等級讓設計者有一個總體概念,如IP符合標準的准確性有多好,再使用需多大的軟插接工作量。
集成優化
對IP核的再使用,建立者需軟插接IP、進行認證、將它存放在系統設計者能訪問的資源庫中。自動化工具提供多種手段,加速軟插接和資源庫的操作,認證和集成過程的部分自動化。工具製造商力爭實現更多的自動化。在理想情況下,全部IP塊可從資源庫中按需供給。
周期加速
設計者幾乎沒有能力在三個月設計周期內開發出合乎規格的新產品。如果對每個產品族建立一個設計平台,設計組就能充分發揮平台的作用,開發出產品的衍生品種。一種有效的再使用方法應讓可再使用IP的開發作為平台的一部分,並將IP塊快速地集成到衍生品種。
基礎設施
一旦IP開始普遍使用,提供該IP的支持是必要的。建立者繼續擁有IP,因為支持它需要深層的知識。建立者負責IP的更新,將最新版本放置在資源庫中。IP由為系統設計者服務的認證組重新認證。此外,建立者還應在系統設計者集成IP遇到困難時提供必需的支持。
這樣可以么?