[发明专利]基于FPGA实现的翅膀数量随机切换的混沌信号发生器

说明书

本发明公开了一种基于FPGA实现的翅膀数量随机切换的混沌信号发生器，包括非线性模块、翅膀数量随机切换控制器模块、逻辑运算模块、寄存器模块、AD转换驱动模块，翅膀数量随机切换控制器模块的输出端与非线性模块的输入端相连；逻辑运算模块的输入端与非线性模块的输出端相连；寄存器模块的输入端与逻辑运算模块的输出端相连，寄存器模块的输出端与翅膀数量随机切换控制器模块的输入端连接；AD转换驱动模块的输入端与寄存器模块的输出端相连，AD转换驱动模块的输出端连接示波器。本发明将锯齿波函数引入Lorenz系统，得到了一种新的多翼蝶形网格混沌信号发生器，该混沌信号发生器具有易于在数字系统中实现的优点。

技术领域

本发明涉及一种混沌信号发生器，特别涉及基于FPGA实现的翅膀数量随机切换的混沌信号发生器。

背景技术

相较于固定翅膀数目的混沌信号发生器，多翅膀混沌信号发生器具有复杂的动力学行为和不可预测性，从而可以广泛应用于混沌相关的保密系统。目前已经有许多基于多翅膀混沌系统的混沌信号发生器，但目前的多翅膀混沌信号发生器均采用固定的翅膀数目，这限制了其在保密通信中的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、保密效果好的基于FPGA实现的翅膀数量随机切换的混沌信号发生器。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于FPGA实现的翅膀数量随机切换的混沌信号发生器，包括用于产生非线性函数的非线性模块；用于控制非线性模块产生的非线性函数，完成翅膀数目的随机切换的翅膀数量随机切换控制器模块，翅膀数量随机切换控制器模块的输出端与非线性模块的输入端相连；用于生成洛伦兹方程的逻辑运算模块，逻辑运算模块的输入端与非线性模块的输出端相连；用于将数据暂存的寄存器模块，寄存器模块的输入端与逻辑运算模块的输出端相连，寄存器模块的输出端与翅膀数量随机切换控制器模块的输入端连接；用于将数字信号转换成模拟信号并接入示波器显示的AD转换驱动模块，AD转换驱动模块的输入端与寄存器模块的输出端相连，AD转换驱动模块的输出端连接示波器；寄存器模块输出的x和z信号传入翅膀数量随机切换控制器模块产生合成信号，合成信号传入非线性模块，再传入逻辑运算模块最终通过x、y和z三通道信号传给寄存器模块，寄存器模块接收并输出x、y和z三通道信号，最终通过AD转换驱动模块接收并传入示波器得到最终波形。

上述基于FPGA实现的翅膀数量随机切换的混沌信号发生器，所述非线性模块包括产生非线性函数f(x)的第一非线性模块和产生非线性函数g(z)的第二非线性模块；

所述翅膀数量随机切换控制器模块包括控制第一非线性模块的第一控制器C_M、控制第二非线性模块的第二控制器C_N、加法器ADD_MM、加法器ADD_NN；

寄存器模块输出的x信号中取最低位3bit数据与常数3送入加法器ADD_MM得到合成信号M，M为正整数；

寄存器模块输出的z信号中取最低位3bit数据与常数3送入加法器ADD_NN得到合成信号N，N为正整数；

第一控制器C_M和第二控制器C_N每间隔一段时间得到合成信号M和N，并分别传入第一非线性模块和第二非线性模块，通过逻辑运算模块和寄存器模块，最终控制翅膀数目，输出(M+3)x(N+3)翼。