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　　图3.1说明了各个子模块的逻辑关系和使用时的数据流，其中Twofish加解密算法是系统核心，占用FPGA内部接近40%的逻辑资源，其它部分占30%左右。

　　3.2 　Twofish算法

　　Twofish算法是由美国的Bruce Schneier等创建的优秀算法，是AES的候选算法之一。Twofish算法是典型的分组加密算法，加密时它将明文按一定的位长分组，明文和密钥的全部经过加密运算得到密文。解密时密文和密钥经过解密运算，还原成明文。Twofish的算法采用的明密文分组长度为128bit， 支持128bit、192bit、256bit的密钥长度。

四　硬件系统实现

　　硬件系统主要包括Spartan-3E嵌入式平台，自制电源模块和手势信息采集模块，辅以无线传输，液晶显示，键盘等子模块，硬件系统框图如图4.1所示。

4.1　核心FPGA

　　硬件系统核心为Spartan-3E系列的50万门FPGA，型号为XC3S500E-4FG320C，有1万多个逻辑单元和232个用户I/O，对其进行编程，可实现系统功能。

　4.2　功能模块

　　功能模块主要包括电源模块、手势信息采集模块和其它辅助模块。

　　4.2.1　电源模块

　　电源模块的主要作用是使系统具有便携性。

　　系统选用+8V锂电池供电，经各电平转换芯片为各模块供电。系统选取LM2596T-5.0开关电源调节芯片，将+8V电源输入转换为+5V电源输出，为Spartan-3E开发板、数据输入模块、液晶显示模块供电。而无线模块工作时对电源稳定性要求较高，故选取7805稳压芯片将+8V电源输入转换为+5V电源输出，为其供电。

　　4.2.2　手势信息采集模块

　　手势信息采集系统的功能是将手势信息转换为FPGA可处理的数字信息，包括数据输入、模数转换和电平转换三部分。

　　数据输入部分采用弯曲传感器(Flex Sensor)来“感知”手势信息。弯曲传感器是利用其阻值变化来反映自身弯曲程度的传感器件。

　　弯曲传感器固定在一副手套的8个手指上，分别为左右手的食指、中指、无名指和小拇指。根据实验测得的数据，手指平直时传感器阻值约为10K，弯曲时传感器阻值大于15K，故选取10K的电阻，与其串联，构成分压电路，分压电路端电压为5V。将传感器的阻值变化转换为电压变化，供A/D转换。此外，外设一开关，用来作为FPGA控制采样信号的产生。

　　模数转换电路选用ADC0809，供电为+5V，选取基准电压Vref+为+5V，Vref-为0V。

　　ADC0809的高电平为+5V，而FPGA的I/O接口的高电平为+3.3V，故ADC0809与FPGA之间需要电平转化电路。选取74LV4245作为电平变换器件，可以完成5V至3V的电平双向转换，通过DIR引脚控制传输方向，引脚控制输出使能。

　　控制信号和数据信号通过Spartan-3E开发板的扩展接口与外部电路相接，这样，当手势信息变化时，FPGA就可以控制模数部分工作，读入手势信息。

　　4.2.3　其它功能模块

　　其他功能模块包括模液晶显示、无线传输、键盘输入、开关控制等。

关键词： 加密 传输系统 无线 便携式 手势 信息 基于 手势信息 弯曲传感器 Twofish算法 信息安全