多通道可编程混合信号转换器的应用设计

信息通信

INFORMATION&COMMUNICATIONS

２０１６

（Ｓｕｍ．Ｎｏ１６４）

多通道可编程混合信号转换器的应用设计

王忠文1，刘志芳2

（1.京信通信技术（广州）有限公司，广东广州510663；广东广州510520）2.广东工程职业技术学院，

摘要：文章介绍了一种多通道的可编程混合信号转换器MAX11300在基站功率放大器中的应用设计，详细描述了多个通道的

应用配置，包括AD/DA、GPIO和射频开关等多种混合信号在芯片中灵活的编程应用，解决了高集成度多信号模式的应用要求。关键词：混合信号；编程配置；基站功率放大器；射极跟随器；MAX11300中图分类号：TN744文献标识码：A文章编号：1673-1131（2016）08-0086-02

1概述

MAX11300在单片集成电路中集成了12位、多通道模/数转换器(ADC)和12位、多通道、带缓冲数/模转换器(DAC)。器件提供20个混合信号、高压、双极性端口，可配置作为ADC模拟输入、DAC模拟输出、通用输入(GPI)、通用输出(GPO)或模拟开关端子。一个内部和两个外部温度传感器跟踪结温和环境温度。相邻一对端口可配置用于开漏器件逻辑电平转换器或模拟开关。采用MAX11300配置GUI软件，可以为客户进行简单设计。PIXI端口提供高灵活度硬件配置，适用于12位混合信号应用。MAX11300非常适合用于要求模拟和数字混合功能的应用。每个端口可独立配置，-10V至+10V内多达四个可选电压范围。MAX11300的确定性混合信号PIXI技术很好地诠释了Maxim通过模拟集成，针对工业、医疗及基站应用等复杂设计提供灵活解决方案的发展方向。

2应用电路设计

在射频基站系统应用中的功率放大器由于需要提供多路

的DA输出、AD输入和射频开关，所以我们在系统中采用了多通道可编程混合信号转换器MAX11300来实现，MAX11300为射频功率放大器偏置基础设施提供高度集成的方案。设计全部使用MAX11300的模拟外设，只需要一片MAX11300即可完成两路射频功率放大器的控制应用，如图1所示。

图1MAX11300应用原理图

在原理图的设计用我们使用了MAX11300的20个口中的10个作为DAC输出，并可以配置不同的输出电压范围，PIX13～PIXI9作为功放管的8路栅压输出，PIXI10～PIXI11作为ALC的电平输出，PIXI0～PIXI2作为组合开关，来控制８６

同步信号通断；PIX113～PIX15作为射频信号开关和功放的上下行开关，来控制射频信号链路的各种状态；PIXI16～PIXI19作为AD采样的输入，用来检测和采集基站功率放大的功率。而实际和上层MCU的接口采用SPI总线控制，传递各种数据和控制信号。

在后级的电路设计中，需要加一些辅助电路来完成实际功能与射频电路的连接，在ALC的控制中，运用比较器的开关特性来实现ALC自动电平控制，并添加射极跟随电路来完成功率监测和保护，如图2所示。

图2ALC应用控制电路

在该电路的应用设计中，利用了Multisim10这个功能强大的电子电路仿真设计软件，有效地仿真了比较器电路的特性和射随电路的跟随特性，精确地把握了电路中各个元件的参数，减少了后期的调试问题，取得了较好的效果。

3编程配置

开始使用MAX11300的PIXI技术，甚至不需要完全阅读用户手册，只需要启动图形用户界面（GUI），即可看到使用简单并支持拖拽操作的环境，简单而且直观的设置器件各个端口特性、配置软件可通过简单的鼠标“拖放”对20个端口进行编程，并生成编码文件，也可根据需求变化方便地重新配置文件。

图3MAX11300配置界面

椭圆曲线密码（ECC）算法的一种硬件实现方案

王千喜1，刘海法1，王占厚1，孙葆青1，沈

丹2

（1.航天信息股份有限公司，北京100192；广东广州511400）2.南沙出入境检验检疫局，

摘要：随着ECC算法的不断成熟，其在计算机网络中的应用也越来越广泛，传统的软件加/解密方式已经难以满足现实

应用的速度要求，必须采用硬件实现方案。文章提出了一种基于PCI-E总线的ECC硬件实现方案，其加/解密速度大约可达到5K/s，可满足绝大多数的应用需求。关键词：ECC；密码体制；DSP；FPGA中图分类号：TN918文献标识码：A文章编号：1673-1131（2016）08-0087-02

0引言

随着计算机运算速度的迅速提高和Internet分布式计算能力的日益强大，经典的RSA公钥密码体制在密钥长度为1024bit下已经越来越不安全，虽然增加密钥长度能增加安全性,但是加、解密效率会越来越低，同时对计算机系统的要求也会提高。在这种情况下,椭圆曲线密码体制“短密钥”的优势得到充分体现。ECC相对于RSA系统最吸引人的原因是解决其数学问题的已知最好的算法也要用完全指数时间。与之相比RSA所基于的数学问题都有亚指数时间算法。这意味着随着长度的增加，求解ECDLP的难度比求解FIP和DLP的难度增加得快得多。因此ECC仅需要更小的密钥长度就可以提供跟RSA相当的安全性。

同时随着ECC算法的不断优化、DSP、FPGA硬件速度的不断提高和计算机网络的不断发展。为了达到安全要求，ECC公钥密码体制的密钥也越来越大，传统的软件加/解密方式已经难以满足要求。要满足上百兆到上千兆的加密速率，必须采用硬件实现。与软件加密相比,硬件加密具有加密速度快、性能好等优势，并且便于物理保护，安全性好。本文介绍一种利用DSP+FPGA来实现ECC的硬件实现算法。

1ECC算法的实现

图3中由一个DAC、两个模拟开关组合而成的管脚配

置图，其中S1与S2是反相的，即当P3输入高电平时，S1为导通，S2为断开；当P3输入为低电平时，S2为导通，S1为断开。P0端口为接地；P1端口为电压输出端；P2为DAC输出端，同时也为S1的输入端；P3为FROMTDD信号的输入端。

根据上述所阐述的原理：由TDD信号控制P1端电压的输出。当P3端为高电平时，S2处于断开状态，S1处于导通状态，即此时P1与P2相连通，P1端输出的电压与P2端输出的电压一致；当P3端为低电平时，S1处于断开状态，S2处于导通状态，即此时P1与P0相连通，P1端输出的电压与P0端输出的电压相同，同为接地。由此根据同步信号（FROMTDD）控制来实现功放开关切换功能。

对于DAC和ADC端口的配置，也可以灵活的选择输出和采样的电压，也可独立配置从-10V到+10V的四个量程的电压之一,满足栅极管负压的需求。当所有端口配置完成后可以生成一个配置文件，在系统上电时，MCU可以通过SPI总线接口来按照生成的配置文件配置MAX11300的各个寄存器值，完成配置和初始化，则芯片就能够按照设计的各种功能正常使用了。

椭圆曲线密码系统必须选用安全的椭圆曲线,否则整个系统都是不安全的。所谓的安全曲线是指能抗各种已有攻击的曲线,目前对椭圆曲线攻击比较有效的方法有MOV攻击、Smart方法、Pullard-p方法等。

1.1公钥、私钥和共享密钥的产生

设有用户A和B，则它们的私钥和公钥以及共享密钥按如下步骤产生：

（1）用户A在[1，n-1]区间随机选取一个整数SA，作为自己的私钥，计算PA=SAG作为自己的公钥；

（2）用户B用类似的方法产生自己的私钥和公钥SB和PB。（3）用户A产生共享密钥KA=SAPB，用户B产生共享密钥KB=SBPA。显然

。1.2加密

明文在发送前要进行加密处理，处理算法为：

。

1.3解密

接收端收到密文Cm后，进行如下处理恢复明文Pm：

2ECC算法的倍乘运算

如上所述，基于椭圆曲线的加解密算法，其核心即为群加法点乘运算。只要我们能得到的快速算法，就能极大提高ECC

4结语

通过以上的设计分析，我们可以看出通过使用MAX11300的可编程器件，设计者能够使用单种器件和可配置电路满足各种不同的需求，并且MAX11300的拖拽式GUI能够快速的配置IC，将全部20个端口保存至位流，可从MCU快速装载配置，这就为设计者节省大量的电路板空间和成本。MAX11300应用于基站功率放大器的控制系统中，很好的满足了该系统对混合信号多通道多功能、高集成度、可配置方案的需求，优化了系统设计、降低BOM成本、缩短了产品开发周期。参考文献：

[1]

王连英,等.基于Multisim11的电子线路仿真设计与实验

[M].高等教育出版社,2013,7.

[2]卡特索利斯.嵌入式硬件设计(第2版)[M].中国电力出版

社,2008,1.

[3]MaximIntegrated.MAX11300UserGuide[K].MaximIn-tegratedProducts,Inc,2015,7.作者简介：王忠文（1982-），男，四川资阳人，京信通信技术（广州）有限公司，主要研究方向为通信及嵌入式电子技术。

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