學位論文
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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 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。