可重构密码处理器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种可重构密码处理器。
【背景技术】
[0002]近年来，信息系统的安全形势变得越来越严峻，对密码处理器芯片的灵活性、速度、功耗和安全性等提出了更为苛刻的要求。当前的密码处理器芯片从体系结构和设计方法上来说主要可分为两大类。第一大类是ASIC(Applicat1n Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)的实现方式，第二类是指令集结构微处理器(ISAP)的实现方式。ASIC实现方式往往会针对算法做出优化，故而运算速度远超I SAP实现方式，但其设计完成后，硬件结构不能改变，无法满足现有密码应用对灵活性的要求，若被破解只能废弃。ISAP实现方式的密码处理器最大的优势在功能灵活性上，灵活性的取得往往是以牺牲能量效率为代价的，即此类处理器很难克服能量效率不高的重要缺陷。RPlKReconfigurableProcessing Unit，可重构密码处理器)可以在以上两种处理器之间取得平衡，从而实现面向应用的最优折衷方案。
[0003]相关技术的可重构硬件设计中，每个可重构单元(RC)连在路由单元上，由可配置路由来控制RC的输入输出。RC可以配置成与相邻RC连接在一起交互数据，也可以通过先入先出寄存器(FIFO)直接与外界通信，或者直接连到阵列中的缓存中进行存储。复杂的路由设计会使得RC之间能够高效互连，同时也会有大幅度增加电路面积、功耗以及延时等问题。由于可重构密码处理器要有高的灵活性，设计时会按照各种密码算法的最大硬件需求设计，从而使得处理器工作时会有大量闲置RC，导致对处理器的性能和功耗有较大影响。
[0004]另外，为了提高处理器的性能，往往会通过流水线技术进行加速设计，可以用较少的硬件资源提高数据处理速度。由于采用了流水线技术使得处理器只能工作在同步时序下，使得处理器不能发挥到最优性能，同时增加了处理器被物理攻击(如功耗攻击)的可能性。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本发明的目的在于提出一种可重构密码处理器，该可重构密码处理器具有灵活性和执行性能高，并且功耗低的优点。
[0007]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种可重构密码处理器，包括:配置模块，用于获取配置参数并进行分配;传输模块，用于获取待处理数据并根据分配的配置参数发送所述待处理数据;处理模块，用于根据分配的配置参数对获取的待处理数据进行处理以得到处理数据，并将所述处理数据发送至所述传输模块进行输出，其中，所述处理模块包括:阵列运算缓存，用于存放运算过程中生成的中间数据与交互数据;可重构阵列，用于实现所述待处理数据的运算，并且生成所述中间数据与交互数据，所述可重构单元阵列具有多个可重构单元，并且每个可重构单元具有令牌驱动使能端，以通过所述令牌驱动使能端获取令牌使能；以及异步驱动使能网络，用于根据所述分配的配置参数得到所述令牌使能网络，从而提供运算的数据跳转运输方式完成所述可重构阵列的驱动，以控制可重构密码处理器进入相应工作模式。
[0008]根据本发明实施例提出的可重构密码处理器，首先根据分配的配置参数得到令牌使能，其次通过令牌驱动使能端获取令牌使能，以得到运算的数据跳转运输方式完成可重构阵列的驱动，进而控制可重构密码处理器进入相应工作模式，通过令牌使能驱动可重构密码处理器的执行过程，不但提高了灵活性和执行性能，而且降低可重构密码处理器的功耗，以及保证能量效率，更好地保证安全性和可靠性。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的可重构密码处理器还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述令牌使能包括固定令牌使能与通用令牌使能。
[0011]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述阵列运算缓存具有通用令牌使能阵列。
[0012]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述异步驱动使能网络包括:通用令牌通道，用于从所述通用令牌使能阵列得到所述通用令牌使能；固定令牌驱动网络，所述固定令牌驱动网络具有固定令牌使能阵列，用于从所述固定令牌使能阵列得到所述固定令牌使能;令牌使能选择网络，用于根据所述分配的配置参数选择所述通用令牌使能和/或固定令牌使能；以及循环控制单元，用于实现运算过程中的循环控制。
[0013]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述通用令牌通道具有X层，每层Y个通道。
[0014]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述工作模式包括顺序执行工作模式、分支执行工作模式与循环执行工作模式中的一种或多种相结合。
[0015]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0016]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1为根据本发明一个实施例的可重构密码处理器的结构图；
[0018]图2为根据本发明一个实施例的可重构密码处理器的处理模块的结构示意图；
[0019]图3为根据本发明一个实施例的具有令牌使能端的可重构阵列的结构示意图；
[0020]图4为根据本发明一个实施例的异步驱动使能网络的结构示意图；
[0021]图5为根据本发明一个实施例的第一层通用令牌通道的结构示意图；
[0022]图6为根据本发明一个实施例的第二层通用令牌通道的结果示意图；
[0023]图7为根据本发明一个实施例的多种算法映射示意图；
[0024]图8为根据本发明一个实施例的顺序执行令牌流示意图；
[0025]图9为根据本发明一个实施例的分支执行令牌流示意图；
[0026]图10为根据本发明一个实施例的循环执行令牌流示意图；
[0027]图11为根据本发明一个实施例的AES算法令牌流示意图；以及
[0028]图12为根据本发明一个实施例的SM4算法令牌流示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0033]下面参照附图描述根据本发明实施例提出的可重构密码处理器。参照图1所示，该可重构密码处理器RPU包括:配置模块RCC、传输模块R⑶与处理模块CMPT。
[0034]其中，配置模块RCC用于获取配置参数并进行分配。传输模块RCD用于获取待处理数据并根据分配的配置参数发送待处理数据。处理模块CMPT用于根据分配的配置参数对获取的待处理数据进行处理以得到处理数据，并将处理数据发送至传输模块RCD进行输出。
[0035]具体地，RPU由配置模块(也可称为可重构配置控制器，以下简称RCC)、传输模块(也可称为可重构数据控制模块，以下简称RCD)和处理模块(也可称为可重构计算模块，以下简称CMPT)组成。RCC接收端口送入的配置参数信息(Config_data)，经解析后，将配置参数分别发送到CMPT和RCDACD根据RCC发送的配置参数信息进行数据通路配置，将待处理数据(Data_in)输入CMPT，并将CMPT处理后的结果输出(Data_out)至外部接口。CMPT根据RCC输入的配置信息，进行功能配置后完成数据计算。
[0036]进一步地，在本发明的实施例中，参照图2所示，处理模块CMPT包括:阵列运算缓存、可重构阵列RCA与异步驱