AES如何用fpga的Verilog实现轮外流水线优化,请给出简要代码
时间: 2024-05-12 15:14:33 浏览: 14
AES算法的轮外流水线优化是通过将AES算法的每个轮拆分成多个子模块,然后将这些子模块并行执行,以提高AES算法的处理速度。在FPGA中实现轮外流水线优化需要编写Verilog代码,并按照以下步骤进行:
1. 将AES算法的每个轮拆分成多个子模块,例如SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKey。
2. 对于每个子模块,编写对应的Verilog模块,使用时序逻辑实现其功能。
3. 在顶层模块中实例化所有子模块,并按照AES算法的流程连接它们。同时,将输入数据和密钥分别传递给对应的子模块进行处理。
4. 对于每个子模块,根据其处理时间和数据依赖性,确定其最佳的时钟周期,并在代码中进行时序约束。
5. 使用IP核或手动实现流水线寄存器,对各个子模块进行流水线优化。在Verilog代码中,可以使用always_ff块来实现时序逻辑。
下面是一个简要的Verilog代码示例,用于实现AES算法的SubBytes子模块的流水线优化:
```verilog
module SubBytes_pipeline (
input [7:0] data_in,
output reg [7:0] data_out,
input clk,
input rst
);
reg [15:0] sbox_out;
reg [7:0] sbox_out_reg;
always_ff @(posedge clk or negedge rst) begin
if (rst == 1'b0) begin
sbox_out <= 16'h0000;
sbox_out_reg <= 8'h00;
end else begin
sbox_out <= SBOX[data_in];
sbox_out_reg <= sbox_out[7:0];
end
end
assign data_out = sbox_out_reg;
endmodule
```
在这个示例中,SubBytes_pipeline模块实现了AES算法的SubBytes子模块。通过always_ff块,该模块将输入数据data_in作为索引,从预定义的SBOX表中查找并返回对应的值,并将其存储在sbox_out寄存器中。然后,使用流水线寄存器sbox_out_reg,将sbox_out的高8位输出到data_out端口。
需要注意的是,这个示例只是SubBytes子模块的一部分,并且还需要将其与其他子模块连接起来,才能实现完整的AES算法。同时,对于其他子模块的实现也需要类似的流程进行。