فهرست مطالب

نشریه صنایع الکترونیک
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 25، تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/04/13
  • تعداد عناوین: 10
|
  • احسان اعرابی، بهاره افشین پور صفحه 5
    در طول دو دهه گذشته کانون های پژوهشی روش های متعددی را برای استخراج اطلاعات حساس توسط نشت از کانال جانبی و همچنین روش مقابله با آن ارائه داده اند. این مقاله به ایده ای نو در حیطه ریزپردازنده ها می پردازد با نام «پردازنده دوقلو» یا Twin Microprocessor (TuP) و همچنین یک بسته نرم افزاری را ارائه می دهد که به ما اجازه می دهد که کدها را برای اجرا روی TuP دوباره ترجمه کنیم. TuP یک واحد محاسبه و منطق (ALU) و یک فضای حافظه اما دو بانک ثبات، دو پشته و دو اشاره گر پشته دارد. فرض کنیم که Q0 و Q1 دو زیربرنامه از یک الگوریتم رمزنگاری باشند. در هر سیکل ساعت TuP به صورت تصادفی یکی از زیربرنامه ها را انتخاب می کند تا اجرا شود. بنابراین با برنامه نویسی ماهرانه Q0 و Q1، دو زیربرنامه می توانند با همکاری هم یک فضای حافظه را تغییر دهند و یک وظیفه مشخص را به اتمام برسانند. ارزیابی های آزمایشگاهی نشان می دهد که ایده TuP در مقابله با حمله کانال جانبی اثربخش است.
    کلیدواژگان: رمزنگاری، ریزپردازنده، آنالیز تفاضلی توان، حمله کانال جانبی
  • محمد کاظم مقیمی، حسین پورقاسم صفحه 15
    به منظور شناسایی اجسام متحرک با استفاده از الگوریتم تفاضل پس زمینه، سایه اجسام نیز به عنوان شیء متحرک استخراج می شود که عامل بروز مشکل و خطا در شناسایی اجسام متحرک است. بنابراین در سیستم های حمل و نقل هوشمند، شناسایی و حذف سایه خودرو ها یک چالش مهم است. در این مقاله روشی کارآمد براساس ترکیب فضای رنگ HSV و تجزیه و تحلیل ترکیبات اصلی ارائه شده است. در ابتدا، بعد از شناسایی اجسام متحرک توسط روش تفاضل پس زمینه، با استفاده از فضای رنگ HSV مناطق احتمالی سایه متحرک استخراج می گردد. در نهایت به منظور تصحیح عمل شناسایی در مرحله قبل (به عنوان نمونه حذف قسمت هایی از خودرو که به عنوان سایه شناسایی شده اند)، از الگوریتم تجزیه و تحلیل ترکیبات اصلی بهره گرفته می شود. با این الگوریتم، هر خودرو بوسیله بردارهای وی‍ژه خودروهای پایگاه داده آموزشی مدل می گردد تا بدین وسیله هر خودروی ناشناخته ورودی براساس این مدل تایید یا رد گردد. روش پیشنهادی بر روی ویدئوهای واقعی اخذ شده توسط سیستم های حمل و نقل هوشمند در شرایط واقعی و عملیاتی ارزیابی گردیده است. نتایج حاصل از الگوریتم پیشنهادی بیانگر عملکرد قابل قبول و موثر روش پیشنهادی در کاربردهای سیستم های حمل و نقل هوشمند است.
    کلیدواژگان: سیستم های حمل و نقل هوشمند، _ شناسایی اجسام متحرک، شناسایی سایه، تجزیه و تحلیل ترکیبات اصلی، فضای رنگ HSV
  • علی اکبر مطیع بیرجندی، مجتبی الدرمی صفحه 29
    در این مقاله ساختار جدیدی برای افزایش عملکرد سلول های خورشیدی ارائه شده است. این ساختار که با عنوان لنز فرنل پشت به پشت معرفی شده است، شبیه به عدسی های فرنل معمول است که برای افزایش بهره وری سلول های خورشیدی استفاده شده است. در روش جدید، ویژگی های برجسته ای به سیستم متمرکز کننده اضافه شده است که عبارت از کاهش تلفات انرژی و سادگی ساختار است. ساختار ارائه شده به صورت عملی نیز مورد آزمایش قرارگرفته است و نتایج به دست آمده حاکی از صحت ویژگی های جدید ساختار است. بر اساس نتایج به دست آمده، بازده ساختار سلول خورشیدی با لنز فرنل پشت به پشت در مقایسه با بازده حالت عادی سلول به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.با توجه به ملاحظات اقتصادی نیز این طرح قابلیت توسعه کاربردی را دارد.
    کلیدواژگان: متمرکز کننده خورشیدی، سلول فتوولتاییک، لنز فرنل، کاهش تلفات
  • علی ایمانی، بیژن عباسی آرند صفحه 35
    در این مقاله یک پلارایزر موجبری با قابلیت ایجاد دو پلاریزاسیون خطی و دایروی طراحی، ساخته و تست شده است. ورودی این ساختار یک موجبر WR112 و خروجی آن موجبری مربعی است. فرکانس کاری این پلارایزر باند x است و توان بالایی را تحمل می-کند. این ساختار یک قطعه الکترومکانیکی است که از چند قطعه موجبری تشکیل شده و این قطعات با استفاده از یک موتور الکتریکی نسبت به یکدیگر می چرخند و در نتیجه تغییر پلاریزاسیون را ایجاد می کنند. برای تست درستی عملکرد این سوئیچ، ساختار دیگری نیز طراحی و ساخته شده است که به آن پلارایزر سپتوم می گویند. در این مقاله روابط مورد نیاز برای تحلیل و تست نیز بطور کامل استخراج شده است. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار CST انجام شده است و نتایج آن با نتایج اندازه گیری مقایسه شده اند که تطابق بسیار خوبی با هم دارند. همچنین سعی شده است که ساختار طراحی شده، حداقل اندازه را داشته باشد.
    کلیدواژگان: پارامترهای S، پلاریزاسیون، تغییردهنده فاز، موجبر
  • نصور باقری، فاطمه باقرنژاد، سید فرهاد عقیلی صفحه 45
    شناسایی بسامد رادیویی یک نوع فناوری است که در کاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. امنیت و حفظ حریم خصوصی کاربران دو نگرانی بزرگ در فناوری شناسایی بسامد رادیویی است به همین دلیل، پروتکل های زیادی پیشنهاد شده اند که هر کدام معایب و مزایای خود را دارند. در این مقاله، بعد از معرفی سه پروتکل احراز اصالت سبک وزن مبتنی بر ماتریس، آسیب پذیری این پروتکل ها نسبت به چند حمله مانند غیرهمزمان سازی، جعل هویت قرائت گر و ردیابی برچسب را ذکر خواهیم کرد. در این مقاله سعی خواهیم کرد که آسیب پذیری های این سه پروتکل را با پیشنهاد یک پروتکل احراز اصالت بهبود یافته برطرف کنیم. در طراحی پروتکل پیشنهادی از دو مولد اعداد شبه تصادفی سبک وزن (AKARI-1 و AKARI-2) با تعداد بیت حداکثر bits 128 و bits 64 استفاده شده است بطوریکه پروتکل پیشنهادی همچنان مبتنی بر استاندارد EPC Class-1 Gen-2 است و نیازمندی های آن را برآورده می کند.
    کلیدواژگان: جعل هویت، _ شناسایی بسامد رادیویی (RFID)، احراز اصالت، غیر همزمان سازی، ماتریس
  • سعید فلاح زاده، مجید طیرانی، احمد چلداوی صفحه 55
    در این مقاله ساختاری جدید برای یک فیلتر میان گذر با پهنای باند زیاد، تلفات عبوری کم و افت سریع خارج از باند، بیان می شود. این فیلتر با استفاده از خطوط نواری تزویج شده از پهنا و خطوط انتقال انتها باز با تغییرات امپدانسی پله ای جهت ایجاد صفر انتقال های دلخواه طراحی می شود. نشان داده خواهد شد که با استفاده از خطوط انتقال انتها باز با تغییرات امپدانسی به صورت پله ای، صفرهای انتقال قابل کنترل در دسترس خواهند بود. در ادامه، رفتار فیلتر مفروض با استفاده از مدل خط انتقالی المان های فیلتر مدل سازی شده و با اعمال روش کمترین مجموع مربعات در نرم افزار متلب پارامترهای فیزیکی فیلتر جهت رسیدن به پاسخ مطلوب بهینه سازی شده است. در پایان، نتایج تئوری و ساخت فیلتر طراحی شده در باند فرکانسی 2-6 GHz موردبررسی قرارگرفته است که همان گونه که نشان داده خواهد شد این نتایج از تطبیق مناسبی در این باند برخوردار می باشند.
    کلیدواژگان: خطوط کوپل شده، صفر انتقال، امپدانس پله ای، روش کمترین مربعات، فیلتر پهن باند
  • داود بصائری، سید محمد جواد رضوی، سید حسین محسنی ارمکی صفحه 63
    در این مقاله دو نوع آنتن کوچک بسیار پهن باند با ساختار تیغه ای شکل ارائه و مقایسه می گیرد. ساختار اول متشکل از یک تیغه تشعشعی با عنصر تلفاتی در محل تغذیه است. ساختار دوم از یک خط پیچ دار تشکیل شده که خود به عنوان یک بار برای آنتن مونوپل تلقی می گردد. آنتن مذکور در سه ناحیه با عناصر های فشرده RLC موازی که برای رسیدن به بیشترین بهره و تلف برگشتی بهینه سازی شده اند ، بارگذاری شده است. شکل ظاهری آنتن مانند آنتن های مونوپل تیغه ای با ضخامتی بسیار کم می باشد و به صورت مدار چاپی یک رو ساخته شده است. ابعاد هر دو آنتن 22×76cm (معادل0.076λ×0.022λ×0.00015λ در پایین ترین فرکانس) و ابعاد صفحه زمین آن 25×50cm می باشد. نشان داده شده است که مشخصات آنتن دوم نسبت به آنتن اول که تیغه ای با همین ابعاد است، بسیاربهتر و مخصوصا در ابتدای باند مناسب تر است. مزیت ساختار دوم نیل به بهره مناسب و حذف چاله های گینی در جهت خط دید با وجود ابعاد کوچک و تطبیق در باند فرکانسی وسیع 30-500MHz می باشد.
    کلیدواژگان: آنتن از نقطه نظر الکتریکی کوچک، آنتن بارگذاری شده با عناصر فشرده، آنتن بسیار پهن باند، آنتن تیغه ای، آنتن بسیار کم حجم
  • امیر زاهدی، فرهاد اکبری برومند، اسماعیل نجفی اقدم صفحه 71
    مصرف توان بالا، یکی از چالش های اساسی در طراحی تقویت کننده کم نویز با روش تطبیق همزمان نویز و امپدانس می باشد. در این مقاله یک روش طراحی برای کاهش توان مصرفی تقویت کننده های کم نویز ارائه شده است. در ابتدا به بررسی اثرات ولتاژهای نقطه کار و ابعاد تزانزیستور برروی پارامترهای نویزی پرداخته خواهد شد. در نظر گرفتن اثر پارامترهای ترانزیستور روی عملکرد نویز، منجر به طراحی تقویت کننده کم نویز با عدد نویز کم و مصرف توان پایین می گردد. سپس یک تقویت کننده کم نویز با روش پیشنهادی در فرکانس 2 /5 گیگاهرتز، و پهنای باند تقریبا 1 گیگاهرتز در تکنولوژی TSMC CMOS 0.18μm طراحی گردیده که نتایج شبیه سازی پسا جانمایی، نشان دهنده توان مصرفی mW 1 /2، تحت ولتاز تغذیه 4 /1 ولت، عدد نویز dB 71 /2، عدد نویز کمینه dB 1 /2، بهره توان dB 38 /16، ایزولاسیون معکوس dB 42 /40-، تلفات بازگشتی ورودی dB 45 /21- و تلفات بازگشتی خروجی dB 59 /23- است.
    کلیدواژگان: تطبیق امپدانس، تطبیق نویز، ولتاژ پایین، توان پایین، تطبیق همزمان نویز و امپدانس، CMOS RF، تقویت کننده کم نویز
  • علی (عزیزاله) جمشیدی صفحه 79
    در این مقاله، یک سیستم تبادل داده آکوستیکی درون خط لوله های آبی، پیاده سازی شده است که هدف از آن، ایجاد ارتباط بین دو ایستگاه پمپاژ آب از طریق لوله آبی است. برای تحقق این هدف، شناسایی مشخصات کانال ضروری است که بدین منظور، تخمین کانال با استفاده از سیگنال چیرپ انجام می شود. به وسیله پاسخ فرکانسی، باند فرکانسی مناسب جهت ارسال داده مشخص شده و پاسخ ضربه کانال نیز به چگونگی قاب بندی در فرستنده کمک می کند. به منظور تبادل اطلاعات، مدولاسیون های Q-PSK، CP-FSK و CP-CSK بررسی شده اند. در مدولاسیون Q-PSK از همسان ساز خطی جهت از بین بردن اثرات تداخل کانال استفاده شده است. در آزمایش های عملی، باند فرکانسی ( 2 /31 – 8 /16) کیلوهرتز و نرخ ارسال اطلاعات 8303 سمبل بر ثانیه بوده است. ارسال و دریافت اطلاعات در کانال آبی از طریق ماژول های پروژکتور و هیدروفون آکوستیکی صورت گرفته شد. تمامی سیگنال های ارسالی و دریافتی توسط نرم افزار MATLAB، تولید و پردازش شده اند. نتایج عملی، در یک کانال مشخص با دو دبی مختلف نشان داده شده اند که این نتایج حاکی از آن است که چنین هدفی با امکانات به کار گرفته شده، قابل پیاده سازی است.
    کلیدواژگان: مدولاسیون چیرپ، خط لوله آبی، مدولاسیون دیجیتال، طراحی و پیاده سازی، سیستم مخابراتی آکوستیکی
  • وحید زارعی، محمد اسماعیل دوست، احسان مرتضوی صفحه 91
    در این مقاله، یک روش جدید بر اساس ترکیب ویژگی ها و طبقه بند ها برای بازشناسی قلم های فارسی معرفی شده است. ویژگی ها ازتصاویر متون مختلف که به صورت بافت هایی با ابعاد یکسان 128× 128 پیکسل در آمده اند و با استفاده از روش های مختلفی همچون فیلتر گابور، نقاب های سوبل/روبرت و تبدیل های موجک دابیشز، هار و فیلتر های پایین گذر و بالا گذر سیملت استخراج شده ند. ویژگی های استخراج شده از این روش ها به صورت 2 به 2 با یکدیگر ترکیب گردیده اند. برای ارزیابی نرخ بازشناسی به کمک ویژگی های استخراج شده از سه شبکه عصبی MLP جهت طبقه بندی استفاده شده و نتایج آنها با هم ترکیب شده است. هر کدام از شبکه های عصبی با استفاده از مجموعه ویژگی های حاصل از ترکیب دو روش آموزش داده شده است. در نهایت با استفاده از الگوریتم جمعیت پرندگان، وزن های بهینه را به منظور کمینه شدن خطا تعیین شدند. روش پیشنهادی با استفاده از پایگاه دادهHoda شامل 21000 نمونه از 10 فونت فارسی مختلف، ارزیابی گردیده است. با استفاده از وزن های تعیین شده، ترکیب شبکه های عصبی صورت گرفته است. با استفاده از روش ارائه شده نرخ بازشناسی 97.45 درصد بدست آمده است که نسبت به دیگر روش های ارائه شده بهبود چشمگیری در نرخ بازشناسی نتیجه شده است.
    کلیدواژگان: اختلاط خبره ها، گرادیان، بازشناسی قلم فارسی، تبدیل موجک
|
  • Page 5
    A Side Channel Attacker tries to infer sensitive information from a security device like a smart card using its power consumption, timing information or electromagnetic emanation. Implementation of cryptographic algorithms, regardless of how much their security is mathematically proven, demand for extra considerations to be secure against SCA. In this paper we introduce a CPU architecture which can execute two queues of instructions randomly interleaved which together comprise a whole cryptographic algorithm. Since execution order of instructions varies from each run to another, power consumption pattern of device is undetermined and can resist against SCA. We also use a set of methods to develop a compiler toolkit which can accept a program and produce two queues of instructions equivalent two the original program. We examined strength of our method, conducting a Correlation Power Analysis which is one kind of SCA.
    Keywords: Side Channel Attack, Countermeasure, SCA, DPA, Cryptography
  • Page 15
    In common background subtraction method usually the shadow of objects is extracted as the moving objects that cause some errors in the performance of Intelligent Transportation Systems (ITS). In this paper, an effective algorithm based on combination of HSV color space and Principal Component Analysis is proposed. In this algorithm, the candidate shadow region is detected by using HSV color space. In this step, some part of vehicles may be detected as the moving shadow. So, to compensate and improve the performance of moving shadow detection, principal components analysis algorithm is applied to recognize the automobile object by modeling the automobile based on orthogonal eigen vectors of database. Our proposed algorithm is evaluated on real and operational videos of ITS. The obtained results demonstrate the efficiently and effectiveness of our proposed algorithm in the ITS applications.
    Keywords: Intelligent Transportation Systems., HSV Color Space, Moving Objects Detection, Principal Component Analysis, Shadow Detection
  • Page 29
    Nowadays, advancement in technology provided favorable conditions for the use of solar energy as an important source of renewable energy. This paper proposed a novel refractive structure for increasing the performance of photovoltaic cells.
    This structure which is named back-to-back-Fresnel lens is similar to conventional Fresnel lens used for energy concentration on PV cells while comprising some superior features.
    In the novel structure, some important features are added to intensive system which are decrease in loss of energy and simple structure.
    To show the accuracy of results, the proposed structure is experimentally tested with a PV cell and the obtained results confirm its superior features.
    Keywords: lower loss, Photovoltaic cell, Fresnel lens, Solar Concentrator
  • Page 35
    In this paper, a waveguide polarizer switch is designed, fabricated and tested with linear and circular polarization ability. Input and output of this structure are WR112 and square waveguide, respectively. This switch is high power and the operating frequency is X band. This structure is composed of several waveguide pieces that they rotate rather than together by an electrical motor. A septum polarizer is designed and fabricated for operation accuracy of the switch. In this work, relations of the switch are extracted. The structure is simulated by CST software and the simulation results are compared with measured results. There is good agreement between the simulation and measurement results. Also, the switch has small size.
    Keywords: S parameter., Waveguide, Phase shifter, Polarization
  • Page 45
    RFID (Radio Frequency Identification) is a new technology which is used in many applications. Security and privacy are two concerns of RFID technology. To address these concerns, many protocols have been proposed, which each of them has advantages and disadvantages. In this paper after introducing three lightweight matrixes based RFID authentication protocols, the feasibility of some attacks such as de-synchronization attack, reader impersonation attack and tag traceability attack against these protocols have been investigated. In addition, we also have tried to address disadvantages of theses protocols by proposing an improved authentication protocol.
    In an improved protocol we exploit two lightweight pseudorandom number generators (AKARI-1 and AKARI-2) with maximum 128 bit and 64 bit. Hence, proposed protocol is still conforming to EPC Class-1 Gen-2 standard and can provide its requirements.
    Keywords: RFID, Matrix, Authentication, Impersonation., De, synchronization
  • Page 55
    This paper presents a new wideband, low-loss and sharp rejection Band pass filter which is implemented by using broadside coupled lines and stepped-impedance open circuit stubs. It is demonstrated that using stepped impedance open stub, controllable transmission zeroes are attainable. Transmission line model for proposed structure is introduced and detailed analysis is investigated. The goals of broad pass band and sharp rejection are achieved by choosing the impedances of transmission lines properly. Designed filter operates in 2-6 GHz with low insertion loss (less than 1dB) and high rejection in out of frequency band. The theoretically predicted performance is in good agreement with experimental results.
    Keywords: method of least squares, stepped impedance open stub, transmission line mode, Wideband filter
  • Page 63
    Two ultra-wideband small blade shape antenna are presented and compared. First structure is composed with a blade radiator with a lossy element on the feed point. The second structure has composed with a monopole with a meanderline load. This antenna has three lumped RLC elements that optimized for higher gain and return loss. The antenna is shaped like a very thin blade monopole and is constructed with an one-sided printed board. The dimension of both antennas is 22 × 76 cm (0.076 λ × 0.022 λ × 0.00015 λ of lowest frequency) with a 25 × 50 cm ground plane. It is showed that the characteristics of second antenna are too better than first one, especially in lower frequencies. The advantage of second antenna is the higher gain and removing the gain notches in line of sight despite of small size and a good matching in 30 – 500 MHz frequency band.
    Keywords: Electrically Small antenna, Ultra low profile antenna, Blade antenna, lumped element loaded monopole, Ultra broadband antenna
  • Page 71
    This paper examines the effects of operating point and device size on the high frequency noise parameters in CMOS technology, to eliminate high power dissipation challenge in simultaneous noise and input matching (SNIM) technique. Modified technique is applied to improve power dissipation problem, noise performance, gain and input/output matching of the LNA at center frequency of 5.2 GHz. The LNA is implemented in TSMC 0.18-µm CMOS process. Post-layout simulation results demonstrate LNA has reached to power consumption of 2.1 mW under 1.4 V supply while having, 2.71 dB noise figure, 1GHz Band-width, 16.38 dB power gain, -40.42 dB reverse isolation factor, -21.5 dB and -23.59 dB input/output return loss respectively.
    Keywords: Low Power, Power Optimization, Low Voltage, CMOS RF, Low Noise Amplifier
  • Page 79
    In this paper¡ an acoustic data communication system has been implemented in order to establish a data link between two distinct water stations through the water pipes.
    For this purpose¡ channel characterization is necessary. Hence¡ Channel estimation has been done by Chirp probe signal. Then¡ suitable frequency band is selected through the channel frequency response.
    Also¡ the best framing has been achieved by the assistance of the channel impulse response. In this paper¡ we have utilized robust modulation techniques in water environment such as Q-PSK¡ CP-FSK and CP-CSK. In Q-PSK case¡ linear equalizer has been used to compensate channel effects. In practical experiments¡ the frequency band and the symbol rate have been considered to be 16.8 – 31.2 KHz and 8303 symbols per second. Acoustic projector and hydrophone have been used to transmit and receive signal over the water-pipe channel. The generation of the transmission signal and the processing of the received signal are handled by MATLAB software. Practical results have been shown that in this setup with two variant Debi¡ the purpose of data transmission over a water pipeline is feasible.
    Keywords: Chirp Modulation, Water Pipeline, Digital Modulation, Acoustic Communication System, Design, Implementation
  • Page 91
    This paper presents a new method based on a combination of features and classifiers for font. Features are extracted and combined from textures of 128×128 pixels size. For feature extraction, Sobel-Roberts Features, Gabor Filter and different Wavelet transform same as Daubechies and Haar are employed. Extracted features combined together in a pairwise manner. Three MLP (Multi Layer Perceptron) used for classification, the MLPs run on different features. Then their output combined together by employing PSO (Position swarm optimization) algorithm for finding optimum weights. Experimental results have also verified this hypothesis. The proposed algorithm is examined on the Hoda dataset of 21000 samples prepared from 10 different Farsi fonts. The characteristics of the fonts are properly extracted in the method adopted by this research, achieved 97.45% accuracy in recognition rates so it has outperformed previous contributions and higher recognition rates.
    Keywords: Wavelet transform, Farsi font recognition, Gradient, PSO, Mixture of Experts, PCA