高性能可重构多发射流水密码处理架构

"本文主要探讨了可重构分组密码多发射流水处理架构的研究与设计，旨在解决现有可重构密码系统在高速通信和设备小型化需求中的不足。文章提出了一种基于可重构阵列结构和多发射机制的处理架构，通过并行发射和流水处理提升系统吞吐率和资源利用率，特别针对分组密码算法如AES的高效实现进行了优化。实验结果显示，该架构在350 MHz工作频率下，AES的吞吐率能达到3.19 Gb/s，相比单发射处理有显著提升。文章还对比分析了现有研究中的一些可重构密码处理架构，指出它们在并行性、流水线设计和资源消耗上的局限性，并提出了一种新的RMPA架构，以提高可重构计算处理器的性能和效率。" 本文关注的焦点是密码处理领域中的可重构设计技术，特别是针对分组密码算法的高性能实现。可重构设计技术允许硬件根据不同的任务需求进行动态调整，以适应多种应用场景，但现有的可重构密码系统在面对高速通信和小型化设备时表现出性能瓶颈。为了解决这些问题，研究者提出了一种名为RMPA（Reconfigurable Multi-launch Pipeline Processing Architecture）的架构，它基于可重构阵列，并结合多发射机制，旨在提升系统的吞吐率和资源利用率。 多发射机制允许处理器同时处理多个指令，以此提高执行效率。在RMPA架构中，这一机制被用来并行处理多个数据包，通过流水线设计进一步加速处理过程。实验结果验证了这种方法的有效性，特别是在AES算法上的表现，其吞吐率提升了约3.5倍，达到了3.19 Gb/s，这在350 MHz的工作频率下是非常显著的性能提升。 文章还引用了其他研究，如含有多Bank存储器的CGRA架构、可重构分簇式分组密码处理架构RCBCP以及Cryptoraptor阵列结构处理器，分析了它们在并行性、流水线设计和资源效率上的优缺点。这些比较突显了RMPA架构在优化资源利用和提高运算效率方面的优势，尤其是在满足可重构阵列系统的高并行度需求方面。 本文贡献了一种新的可重构处理架构，它不仅提高了分组密码算法的执行速度，还有效利用了硬件资源，为可重构密码系统的设计提供了新的思路和解决方案，对于未来高速、低功耗的密码处理系统具有重要价值。