加密專用處理器指令集設計.pdf

1、不同應用領域對處理器的要求差異很大，這使得專用處理器(ASIP)成為了很多特定領域的最優(yōu)化的選擇。專用指令集處理器(ASIP)指令集設計一般都基于對應用算法源碼的分析。本文針對 Mibench平臺加密標測類中的 sha算法源碼，設計了相應 ASIP的指令集，其中 Mibench是密歇根大學的嵌入式 benchmark標測平臺。所完成的主要工作分為以下三個部分：
　　1，設計了用于 ASIP設計的細粒度源碼分析工具。傳統(tǒng)源碼分析工具

2、不能為 ASIP設計提供足夠的統(tǒng)計信息，于是本文面向 ASIP設計需求設計了源碼分析器，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堆棧設計的子函數(shù)變量個數(shù)統(tǒng)計信息。
　　2，設計了針對 sha加密算法應用的專用指令集。利用本文所設計的分

3、析器對 sha加密算法的 C源碼進行了特征提取，并根據(jù)這些算法特征設計了專用處理器指令集，該指令集以 OR1K的指令體系結構為初始指令模板，針對應用源碼特征擴展而成。所擴展的指令以協(xié)處理器的方式與主處理器緊密整合。
　　3，加密專用協(xié)處理器結構設計與硬件實現(xiàn)。為了實現(xiàn)所擴展指令集的功能，本文提出了相應的處理器體系結構，為了支持定制指令的多操作數(shù)輸入和多結果輸出功能，本文設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