[发明专利]一种采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统

说明书

本发明提供了一种采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统，涉及混沌系统技术领域。本发明的系统包括依次连接的系统配置数据控制模块、网格多涡卷混沌系统算法模块、浮点数转定点数模块、DAC控制模块和DAC转换芯片；网格多涡卷混沌系统算法模块用于通过两组阶梯函数分别控制网格多涡卷混沌吸引子的奇偶列数和排列行数，以反复迭代产生混沌数字序列。通过两组阶梯函数分别控制网格多涡卷混沌吸引子的奇偶列数和排列行数，以反复迭代产生混沌数字序列，保持混沌吸引子中涡卷与键带的相互间置，能够实现任意数目的网格多涡卷；设计的混沌系统具有结构简单、易于操作、对初值敏感、动力学行为复杂等特点，加强了混沌系统在通信链路的抗干扰性和抗截获性。

技术领域

本发明涉及混沌系统技术领域，具体而言，涉及一种采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统。

背景技术

近年来，混沌动力学已成为一个非常丰富内容、应用广泛的研究领域。安全通信、图像加密、记忆器、系统同步、随机数发生器、复杂网络等都是混沌及其应用的深入研究。随着计算机技术的高速发展，人们对混沌系统的研究更加深入，然而目前研究主要集中在单向多涡卷，基于此得到的混沌系统在通信链路的运用上抗干扰性和抗截获性不强。

发明内容

本发明解决的问题是如何加强混沌系统在通信链路的抗干扰性和抗截获性。

为解决上述问题，本发明提供一种采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统，包括依次连接的系统配置数据控制模块、网格多涡卷混沌系统算法模块、浮点数转定点数模块、DAC控制模块和DAC转换芯片；所述系统配置数据控制模块用于控制所述网格多涡卷混沌系统算法模块进行初始化迭代，所述网格多涡卷混沌系统算法模块用于通过两组阶梯函数分别控制网格多涡卷混沌吸引子的奇偶列数和排列行数，以反复迭代产生混沌数字序列，所述浮点数转定点数模块用于将所述混沌数字序列转换为匹配所述DAC转换芯片的数据格式，所述DAC控制模块与所述DAC转换芯片连接，所述DAC控制模块用于控制所述DAC转换芯片的工作模式。

本发明所述的采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统，通过两组阶梯函数分别控制网格多涡卷混沌吸引子的奇偶列数和排列行数，以反复迭代产生混沌数字序列，保持混沌吸引子中涡卷与键带的相互间置，能够实现任意数目的网格多涡卷；设计的混沌系统具有结构简单、易于操作、对初值敏感、动力学行为复杂等特点，加强了混沌系统在通信链路的抗干扰性和抗截获性。

可选地，所述网格多涡卷混沌系统算法模块基于第一公式建立，所述第一公式包括：

其中，x、y和z表示状态变量，A、B、a、b、c和d表示实数参数，sgn表示符号函数，g₁(x)和g₂(y)表示阶梯函数。

本发明所述的采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统，通过两组阶梯函数分别控制网格多涡卷混沌吸引子的奇偶列数和排列行数，以反复迭代产生混沌数字序列，保持混沌吸引子中涡卷与键带的相互间置，能够实现任意数目的网格多涡卷。

可选地，所述第一公式还包括：当时，取c＝2,d＝0，所述可控网格多涡卷混沌系统可产生(n+1)×2k个网格多涡卷混沌吸引子以构造偶数列多涡卷。

本发明所述的采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统，通过第一公式构造偶数列多涡卷，进而能够实现任意数目的网格多涡卷。

可选地，所述第一公式还包括：当时，取所述可控网格多涡卷混沌系统可产生(n+1)×(2k+1)个网格多涡卷混沌吸引子以构造奇数列多涡卷。

本发明所述的采用可控网格多涡卷混沌系统的FPGA系统，通过第一公式构造奇数列多涡卷进而能够实现任意数目的网格多涡卷。

可选地，所述网格多涡卷混沌系统算法模块通过第二公式反复迭代产生所述混沌数字序列，所述第二公式包括：