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数字技术、多媒体技术和网络技术的发展给广播电视带来了新的机遇。数字电视不仅能实现传统的电视业务,还可以为广大用户提供视频点播、按次付费、信息点播、网上游戏等更优质的服务,为服务提供商和网络运营商提供了更好的服务平台。为了确保新业务的实现和保障节目提供商、网络运营商以及用户三方的利益,首要问题是选择一个安全、开放的条件接收系统(CAS)。 本文首先介绍了CAS的发展历程、特点和发展数字电视CAS的重要性,详细阐述了数字电视CAS的功能构成和工作原理,并对数字电视CAS中加扰和加密系统做了深入研究和分析。加扰和加密系统的研究是CAS的核心问题,通过对各种加扰方式进行比对,本文采用叠加伪随机序列方式实现加扰系统;DES算法是CAS中最具有代表性的算法之一,本文通过对DES算法的研究与设计达到实现CAS中控制字加密的目的。 在对DES算法进行详细研究的基础上,本文就资源优先和性能优先方案分别使用循环法和流水线法对DES加密系统进行了FPGA设计,并在资源占用和速度性能方面上对这两种方案进行了比较。通过比较,本文对流水线方法提出三点改进:1、采用子密钥简单生成,大大简化了程序语言、节约了硬件的资源开销。2、采用FPGA内部ROM对S盒进行优化,提高系统运算速率,解决S盒变换的时间瓶颈,大大减少逻辑资源的占用。3、设计子密钥延迟控制单元实现子密钥的有序调度,降低密钥分发延迟。通过对流水线方法的改进,DES加密系统达到了占用资源少、加密速度快的效果。 本文采用QuartusⅡ6.0软件对设计的系统进行综合仿真,并下载到DE2开发板进行了硬件验证,通过验证证明了系统设计的可行性。