前言

FPGA技术综合了灵活性、低成本和快速上市周期的优势，同时还具备高性能、系统集成和最先进的开发工具，是电子系统设计领域的发展趋势，将在未来电子设计领域发挥越来越重要的作用。作者结合近几年FPGA的实践和教学经验，针对读者可能遇到的实际问题，参考了大量设计书籍和技术文献，组织编写了本书。书中研究的是近些年来倍受重视的信息安全技术，尤其是基于FPGA的硬件加/解密技术，作者根据自己近几年在FPGA和密码学领域方面的研究和实践，综合了两者的应用，针对面临的实际开发问题和当前网络对信息安全的需求，尤其是基于FPGA技术下的密码技术应用，使本书满足广大读者学习和工作的需要。本书以实用为原则，通过讲练结合的方式，对实例项目进行开发技术和经验的介绍与总结，重视开发方案与设计技巧的讲解，注重读者动手能力的培养，能迅速帮助读者在经验和实践能力两方面得到提升，培养和提高读者基于FPGA的硬件密码技术的开发和设计能力。

系统设计的基本软件工具如下：

QuartusⅡ：用于完成NiosⅡ系统的综合、硬件优化、适配、编程下载及硬件系统调试等。

SOPC Builder：Altera NiosⅡ嵌入式处理器开发软件包，用于实现NiosⅡ系统的配置和生成。

ModelSim：用于对SOPC生成的NiosⅡ系统的HDL描述进行系统功能仿真。

NiosⅡIDE：用于进行软件开发、调试以及向目标开发板进行Flash下载。

全书简要叙述了密码学和硬件密码学知识，简单介绍了QuartusⅡ，ModelSim，NiosⅡIDE等基本软件工具的操作应用（包括嵌入式系统的硬件配置、硬件设计、硬件仿真、软件设计及软件调试等）；分析和讲解了基于FPGA技术的硬件加/解密技术的设计和实现，在实例的讲解中总结了作者实践项目的开发经验、技巧及开发过程中遇到的问题；提供了基于FPGA的SOPC设计技术的系统集成实例，实例代表性和实践性强，来自于作者近几年来主持的基金项目和指导的比赛获奖作品，且全部调试通过。

本书语言简洁，结构清晰，内容系统全面，基础知识和实际工程结合，紧紧围绕实用原则，总结了作者实践项目的开发经验、技巧及开发过程中遇到的问题。在实例的讲解上，既介绍了设计原理、结构框图、基本步骤和流程，提供了开发方案和设计思路，也穿插了一些经验技巧和注意事项，在潜移默化的过程中提高读者的理论知识和实践能力。同时重视开发方案与设计技巧的讲解，注重读者动手能力的培养。

本书由杨军、余江主笔，赵征鹏共同编写完成。其中第2、5、6章由杨军教授编写，第3、4章由余江教授编写，第1、7章由赵征鹏副教授编写。另外为本书的顺利完成做出贡献的人员还有舒平平、张伟平、陈成、董寅、王小军、杜琛、李剑和赵嘎等，他们在资料的收集、整理，源代码的设计、分析、仿真，硬件平台的验证，书稿的录入、排版和绘图等方面做了大量的工作，在此一并向他们表示最诚挚的谢意！

基于FPGA硬件加/解密系统的设计技术涉及的知识范围广，本书中硬件设计和软件设计中分别采用了硬件描述语言和C语言，随书将提供丰富的实例工程文件和程序源代码，读者稍加修改便可应用于自己的工作中或完成自己的课题。由于作者水平有限，加之编写时间仓促，书中难免有错误和不足之处，恳请读者批评指正。

编者

2012年3月