加密專用處理器指令集設(shè)計.pdf

1、不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)μ幚砥鞯囊蟛町惡艽螅@使得專用處理器(ASIP)成為了很多特定領(lǐng)域的最優(yōu)化的選擇。專用指令集處理器(ASIP)指令集設(shè)計一般都基于對應(yīng)用算法源碼的分析。本文針對 Mibench平臺加密標(biāo)測類中的 sha算法源碼，設(shè)計了相應(yīng) ASIP的指令集，其中 Mibench是密歇根大學(xué)的嵌入式 benchmark標(biāo)測平臺。所完成的主要工作分為以下三個部分：
　　1，設(shè)計了用于 ASIP設(shè)計的細(xì)粒度源碼分析工具。傳統(tǒng)源碼分析工具

2、不能為 ASIP設(shè)計提供足夠的統(tǒng)計信息，于是本文面向 ASIP設(shè)計需求設(shè)計了源碼分析器，該源碼分析器基于編譯器中間代碼并采用 python腳本語言實現(xiàn)，所用的中間代碼由 LANCE編譯器前端產(chǎn)生。除了給出基本 C運算操作的運行統(tǒng)計信息，load/store信息，跳轉(zhuǎn)信息，本文還給出了中間代碼基本塊的運行統(tǒng)計信息以及可以用于指導(dǎo)堆棧設(shè)計的子函數(shù)變量個數(shù)統(tǒng)計信息。
　　2，設(shè)計了針對 sha加密算法應(yīng)用的專用指令集。利用本文所設(shè)計的分

3、析器對 sha加密算法的 C源碼進(jìn)行了特征提取，并根據(jù)這些算法特征設(shè)計了專用處理器指令集，該指令集以 OR1K的指令體系結(jié)構(gòu)為初始指令模板，針對應(yīng)用源碼特征擴(kuò)展而成。所擴(kuò)展的指令以協(xié)處理器的方式與主處理器緊密整合。
　　3，加密專用協(xié)處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計與硬件實現(xiàn)。為了實現(xiàn)所擴(kuò)展指令集的功能，本文提出了相應(yīng)的處理器體系結(jié)構(gòu)，為了支持定制指令的多操作數(shù)輸入和多結(jié)果輸出功能，本文設(shè)計了中間寄存器來解決多操作數(shù)的問題。硬件實現(xiàn)的仿真和驗證在