sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2023-3-24-32sapi-626Research ArticleУправление техническими объектамиManagement of technical objectsЦифровая схема анализа дребезга контактов коммутаторовDigital circuit for switch contact bounce analysisИванюкА. А.IvaniukA. A.

Иванюк Александр Александрович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры информатики БГУИР

г. Минск

Alexander A. Ivaniuk, doctor of sciences, full professor, professor at Computer Science department 

Minsk

ivaniuk@bsuir.byМожейкоД. О.MozhejkoD. O.

Можейко Дмитрий Олегович, студент кафедры ЭВМ БГУИР

г. Минск

Dmitrij O. Mozhejko, Student at Electronic Computing Machines department

Minsk

dimamozheiko13@gmail.comБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиБеларусьBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsBelarus202309112023032432Copyright © Иванюк А.А., Можейко Д.О., 20232023Иванюк А.А., Можейко Д.О.Ivaniuk A.A., Mozhejko D.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/626

В статье рассматривается вопрос исследования параметров дребезга электрических контактов коммутаторов цифровых систем. Предлагается схемотехническое решение для построения цифрового анализатора дребезга контактов. Приводятся результаты экспериментальных исследований поведения электрических контактов различных кнопок и переключателей. Показано, что различные электрические коммутаторы обладают случайными и уникальными характеристиками, что может быть использовано для решения задач генерирования случайных чисел, идентификации цифровых устройств и аутентификации пользователей. Прототипирование разработанного анализатора проводилось на отладочных платах Digilent ZYBO Z7-10, цифровые схемы проектировались на языке VHDL для кристалла FPGA Xilinx Zynq-7000.

This article discusses the issue of studying the parameters of the bounce of electrical contacts of switches in digital systems. Digital circuits of bounce analyzer are described. The results of experimental studies of the behavior of electrical contacts of various buttons and switches are presented. It is shown that various electric switches have random and unique characteristics, which can be used to solve the problems of random numbers generating, identifying of digital devices and user’s authentication. Prototyping of the proposed circuits was carried out on Digilent ZYBO Z7-10 debug boards, digital circuits were designed in VHDL for the Xilinx Zynq-7000 FPGA chip.

анализатордребезг контактовцифровая схемаПЛИСanalyzercontacts bouncedigital circuitFPGAReferencesТомас Р.К. Коммутационные устройства / Р.К. Томас. – Москва: Радио и связь, 1989. – 144 с.Tomas, R.K. Switching Devices. Moscow: Radio and Communication, 1989, 144 р.Maxfield M. Switch Bounce and Debounce (Part 1): Switch Types [Electronic resource] / M. Maxfield. – Mode of access: https://www.eeweb.com/switch-bounce-and-debounce-part-1-switch-types. – Date of access: 03.05.2023.Maxfield, M. Switch Bounce and Debounce (Part 1): Switch Types [Electronic resource]. Mode of access: https://www. eeweb.com/switch-bounce-and-debounce-part-1-switch-types. – Date of access: 03.05.2023.Maxfield, M. Ultimate Guide to Switch Debounce (Part 1) [Electronic resource] / M. Maxfield. – Mode of access: https://www.eejournal.com/article/ultimate-guide-to-switch-debounce-part-1. – Date of access: 03.05.2023.Maxfield, M. Ultimate Guide to Switch Debounce (Part 3) [Electronic resource]. Mode of access: https://www.eejournal.com/article/ultimate-guide-to-switch-debounce-part-3. – Date of access: 03.05.2023.Переключатели электромеханические для электрического и электронного оборудования. Общие технические условия: Межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61020-1-2016. Ч. 1. – Москва: Стандартинформ, 2017. – 50 с.Electromechanical switches for electrical and electronic equipment. General technical conditions: Interstate standard GOST IEC 61020-1-2016. Ch. 1. Moscow: Standartinform, 2017, 50 p. (In Russ.).Руководство пользователя R&S RTB2000 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rohde-schwarz.com/cac/manual/-r-s-rtb2000-manuals_78701-402707.html. – Дата доступа: 15.05.2023.User guide for R&S RTB2000 [Electronic resource]. Mode of access: https://www.rohde-schwarz.com/cac/manual/-rs-rtb2000-manuals_78701-402707.html. – Date of access: 15.05.2023.Zybo Z7: Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board [Electronic resource]. – Mode of access: https://digilent.com/reference/programmable-logic/zybo-z7/start. – Date of access: 15.05.2023.Zybo Z7: Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board [Electronic resource]. Mode of access: https://digilent.com/reference/programmable-logic/zybo-z7/start. – Date of access: 15.05.2023.Shekhawat, K. A novel approach for user authentication using keystroke dynamics / K. Shekhawat, D.P. Bhatt // Journal of Discrete Mathematical Sciences and Cryptography. – 2022. – № 7(25). – P. 2015-2027.Shekhawat K., Bhatt D.P. A novel approach for user authentication using keystroke dynamics. Journal of Discrete Mathematical Sciences and Cryptography, 2022;7(25):2015-27.Информационные технологии и безопасность. Криптографические алгоритмы генерации псевдослучайных чисел: СТБ 34.101.47-2017. – Взамен СТБ 34.101.2012; введ. РБ 31.12.2017. – Минск: Госстандарт, 2017. – 22 с.Information technology and security. Cryptographic algorithms for generating pseudorandom numbers: STB 34.101.47-2017. In return of STB 34.101.2012 ; intr. RB 31.12.2017. Minsk : Gosstandart, 2017, 22 р. (In Russ.).Ярмолик, В.Н. Физически неклонируемые функции / В.Н. Ярмолик, Ю.Г. Вашинко // Информатика. – 2011. – № 2(30). – С. 92-103.Yarmolik, V.N., Vashinko Ju.G. Physically Unclonable Functions. Informatika, 2011;2(30):92-103. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.