面向分组密码算法的可重构配置流管理结构实现与优化

发布时间：2017-11-09 16:00

  本文关键词：面向分组密码算法的可重构配置流管理结构实现与优化

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【摘要】：可重构系统兼顾了灵活性和高效性,适合于数据密集型的应用。密码算法处理数据量大,和可重构技术的结合可以满足密码算法在性能和安全方面的需求。随着应用复杂性和算法性能需求的提升,导致可重构系统的计算资源增多,配置信息量增大,可重构系统的重构时间随之增大,影响了系统性能。因此,建立一套高效的配置管理策略对于提高可重构系统的性能具有非常重要的作用。本文以面向分组密码算法的可重构系统架构为基础平台,设计了一套适合于分组密码算法的配置流管理方案。首先分析了分组密码算法的内容,总结了分组密码算法具有的配置特征：轮函数操作配置重用性、算子配置重用性和配置切换局部性。针对配置存储过大的问题,设计了基于算子级别的配置信息层次化组织方案用于压缩配置信息,针对配置时间过长的问题,设计了部分重构与流水调度方案用于减少配置时间,并且给出了电路实现方案,最后按照本文提出的方案进行算法映射生成配置信息。本文电路实现采用TSMC 45nm CMOS工艺,电路面积约为2.12mm2,电路运行主频为500MHz,DES、AES和SM4算法的面积效率达到了2.33Gbps/mm2、30.19Gbps/mm2、1.08Gbps/mm2,实现结果优于设计指标。具体地,配置信息减少为同类型方案的79.5%以下,DES和SM4的配置时间占总时间比值减少到0.55%和0.79%,隐藏时间占比达到88.9%和81.3%；实现结果与同类CGRA比较,3种算法的面积效率比已有文献提高了49%以上。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN918.2

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本文编号：1162540