輯運(yùn)算操作；
[0032]通用寄存器堆，用于與處理單元陣列互聯(lián)，從所述處理單元陣列讀入數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，待需要時將數(shù)據(jù)輸出至所述處理單元陣列；
[0033]輸出數(shù)據(jù)緩存器，用于緩存經(jīng)過所述處理單元陣列處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)，需要時將數(shù)據(jù)讀出到外部存儲器。
[0034]然而，相關(guān)技術(shù)中的可重構(gòu)陣列內(nèi)數(shù)據(jù)緩存的裝置和方法，雖然可以實(shí)現(xiàn)很多通用算法(包括密碼算法)的數(shù)據(jù)管理和傳輸，但就密碼算法而言，數(shù)據(jù)的交互量較大，且有些地方會需要使用到數(shù)據(jù)的反饋，不能很好地適應(yīng)密碼算法的特征，數(shù)據(jù)的處理速度和吞吐量也會受到一定的限制。
[0035]本發(fā)明正是基于上述問題，而提出了一種用于可重構(gòu)密碼處理器的緩存裝置。
[0036]下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于可重構(gòu)密碼處理器的緩存裝置。
[0037]首先，參照圖2所示，可重構(gòu)密碼處理器100包括配置模塊101、傳輸模塊102與處理模塊103。其中，配置模塊101用于獲取配置參數(shù)并進(jìn)行分配，傳輸模塊102用于獲取待處理數(shù)據(jù)并根據(jù)分配的配置參數(shù)發(fā)送待處理數(shù)據(jù)，處理模塊103用于根據(jù)分配的配置參數(shù)對獲取的待處理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以得到處理數(shù)據(jù)，并將處理數(shù)據(jù)發(fā)送至傳輸模塊102進(jìn)行輸出。
[0038]具體地，可重構(gòu)分組密碼芯片即可重構(gòu)密碼處理器100可以采用可重構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)，可在一塊硬件上通過配置的切換來支持多種密碼算法(如AES，SM3，ZUC，SHA256等)。其中，主要由可重構(gòu)配置控制器模塊即配置模塊101、可重構(gòu)數(shù)據(jù)控制模塊即傳輸模塊102和可重構(gòu)計(jì)算模塊即處理模塊103三部分組成，具體介紹及功能說明如下:
[0039]可重構(gòu)配置控制器模塊，接收端口送入的配置參數(shù)信息，經(jīng)解析后，將計(jì)算需要的配置參數(shù)送入可重構(gòu)計(jì)算模塊，數(shù)據(jù)控制所需要的配置參數(shù)送入可重構(gòu)數(shù)據(jù)控制模塊；
[0040]可重構(gòu)數(shù)據(jù)控制模塊，接收外部接口送入的待處理數(shù)據(jù)，根據(jù)可重構(gòu)配置控制器模塊送入?yún)?shù)配置信息，將數(shù)據(jù)送入可重構(gòu)計(jì)算模塊對應(yīng)接口進(jìn)行處理，同時將處理后的結(jié)果輸出至外部接口；
[0041]可重構(gòu)計(jì)算模塊，接收可重構(gòu)配置控制器模塊送入的配置信息，并對相應(yīng)的硬件資源進(jìn)行配置和功能分配，經(jīng)過初始化完成后，接收可重構(gòu)數(shù)據(jù)控制模塊送入的待處理數(shù)據(jù)，計(jì)算完成后，再將計(jì)算所得的輸出送至可重構(gòu)數(shù)據(jù)控制模塊。
[0042]其次，參照圖3所示，該緩存裝置200包括:數(shù)據(jù)加載模塊201、通道次序記錄緩存202、輸出數(shù)據(jù)管理模塊203與中間數(shù)據(jù)和反饋控制模塊204。
[0043]其中，數(shù)據(jù)加載模塊201用于根據(jù)配置信息和輸入的FIFO數(shù)據(jù)進(jìn)入對應(yīng)的工作模式，以將FIFO數(shù)據(jù)發(fā)送給至少一個數(shù)據(jù)通道。通道次序記錄緩存202用于記錄FIFO數(shù)據(jù)送入每個數(shù)據(jù)通道的輸入次序。輸出數(shù)據(jù)管理模塊203用于根據(jù)輸入次序輸出處理模塊103輸出的FIFO數(shù)據(jù)。中間數(shù)據(jù)和反饋控制模塊204用于根據(jù)中間數(shù)據(jù)進(jìn)入對應(yīng)的工作模式，以對在需要進(jìn)一步處理的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以及對陣列配置所需的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。本發(fā)明實(shí)施例的緩存裝置200與RCA之間的數(shù)據(jù)傳輸有多條通道，能滿足不同層次的要求，提高并行運(yùn)算能力，并且提供多種工作方式，對可重構(gòu)密碼處理器100在計(jì)算過程中不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地管理和傳輸，以及使用了專門的反饋數(shù)據(jù)控制模式，當(dāng)與RCA參數(shù)相關(guān)的一些反饋數(shù)據(jù)較多的時候，可以保證與可重構(gòu)參數(shù)配置裝置更高效地進(jìn)行交互，使用了專門的中間數(shù)據(jù)緩存模塊，能對RCA產(chǎn)生的一些需要進(jìn)一步處理的中間數(shù)據(jù)集中管理。
[0044]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，緩存裝置200用于可重構(gòu)密碼處理器100的數(shù)據(jù)通路中。
[0045]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，至少一個數(shù)據(jù)通道具有優(yōu)先級。
[0046]具體地，在可重構(gòu)密碼處理器100中，所使用的緩存裝置200用于可重構(gòu)數(shù)據(jù)通路模塊中，該緩存裝置200主要包括數(shù)據(jù)加載模塊201，通道次序記錄模塊202，輸出數(shù)據(jù)管理模塊203與中間數(shù)據(jù)和反饋控制模塊204，各模塊功能說明如下:
[0047]數(shù)據(jù)加載模201，該模塊主要將輸入FIFO的數(shù)據(jù)，送入可重構(gòu)運(yùn)算陣列(RCA)中的一個或多個數(shù)據(jù)通道，而且與RCA之間的傳輸通道的次序是有優(yōu)先級的；
[0048]通道次序記錄緩存202，有些輸入數(shù)據(jù)需要進(jìn)行多次傳輸，或者傳輸至RCA中不同的數(shù)據(jù)通道，該結(jié)構(gòu)用于記錄輸入數(shù)據(jù)送入每個RCA通道的次序，以保證數(shù)據(jù)處理的完整性，并且能按照數(shù)據(jù)輸入的先后次序輸出；
[0049]輸出數(shù)據(jù)管理模塊203，該模塊將RCA輸出FIFO的數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)加載模塊中送入的先后次序?qū)⒔Y(jié)果從RCA輸出的多個FIFO中按順序取出并寫至輸出FIFO。
[0050]中間數(shù)據(jù)和反饋控制模塊204，中間數(shù)據(jù)和反饋控制模塊204與存儲裝置300相連，對RCA在計(jì)算中產(chǎn)生的一些需要反饋的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并送回至RCA，并且對某些可重構(gòu)參數(shù)配裝置需要用到的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并送至可重構(gòu)參數(shù)配裝置。
[0051 ] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，工作模式包括單通道數(shù)據(jù)傳輸模式、多通道數(shù)據(jù)傳輸模式、分次傳輸模式、反饋數(shù)據(jù)控制模式與中間數(shù)據(jù)緩存模式。本發(fā)明實(shí)施例提供多種工作方式，對可重構(gòu)密碼處理器100在計(jì)算過程中不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地管理和傳輸。
[0052]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，多通道數(shù)據(jù)傳輸模式為將處理模塊的運(yùn)算單元陣列劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域相互并行執(zhí)行運(yùn)算操作，并且每個區(qū)域?qū)?yīng)一個數(shù)據(jù)通道，以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0053]具體而言，本發(fā)明實(shí)施例的緩存裝置100可以提供多種工作方式。具體如下:
[0054]單通道數(shù)據(jù)傳輸模式:
[0055]參照圖4所示，一些密碼算法運(yùn)算的操作映射到RCA上，所需的硬件的資源和已有的硬件資源較為匹配時，數(shù)據(jù)通路的控制可以采用單通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，即?shù)據(jù)緩存結(jié)構(gòu)和RCA之間的數(shù)據(jù)傳輸僅使用一條通道，此時已經(jīng)能滿足數(shù)據(jù)吞吐量的需求，同時其他數(shù)據(jù)通道處于休眠狀態(tài)，避免了硬件資源的浪費(fèi)。
[0056]多通道數(shù)據(jù)傳輸模式:
[0057]參照圖5所示，有些密碼算法運(yùn)算流水線上所需的硬件資源不多，并且不同的運(yùn)算之間可以并行處理，為了保證資源得到充分的利用和很高的運(yùn)算效率，可以采用多通道數(shù)據(jù)傳輸模式，并將不同類型的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)通路的緩存結(jié)構(gòu)中進(jìn)行管理，下面以四通道為例進(jìn)行介紹。
[0058]舉例而言，首先將運(yùn)算單元陣列劃分為四個區(qū)域，每個區(qū)域執(zhí)行可以相互并行的運(yùn)算操作，而且每個區(qū)域都能實(shí)時與數(shù)據(jù)通路控制器的緩存結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，每個區(qū)域?qū)?yīng)著一個運(yùn)算通道，這樣一來，運(yùn)算單元的資源得到了充分的利用，而且運(yùn)算效率也得到了很好的保證。
[0059]分次傳輸模式:
[0060]參照圖6所示，部分加密算法的某些運(yùn)算所需要的硬件資源較多，由于RCA上硬件規(guī)模受限，已有的運(yùn)算資源不能一次性滿足該運(yùn)算，則需對RCA上的運(yùn)算資源通過動態(tài)配置的方式，使同樣的硬件實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)算功能來滿足運(yùn)算需求，因此會需要對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分次傳輸。
[0061 ] 舉例而言，RCA已有的硬件資源不能一次實(shí)現(xiàn)A運(yùn)算，就需要將A運(yùn)算拆分成Al運(yùn)算和A2運(yùn)算，然后將Al運(yùn)算和A2運(yùn)算分兩次映射到RCA上，此時Al和A2需要的輸入數(shù)據(jù)就要分兩次傳輸。
[0062]反饋數(shù)據(jù)控制模式:
[0063]參照圖7所示，前三種工作方式主要是對不同類型數(shù)據(jù)的傳輸來進(jìn)行控制和管理。而一些密碼算法在運(yùn)算過程中會產(chǎn)生一些對陣列參數(shù)有影響的反饋數(shù)據(jù)，因此需要使用到反饋數(shù)據(jù)控制模式。
[0064]用于可重構(gòu)密碼處理器的緩存裝置200中使用中間數(shù)據(jù)和反饋控制模塊204，用以將這些反饋數(shù)據(jù)送至配置模塊101進(jìn)一步的處理，處理完之后再以配置參數(shù)的形式返回RCA0
[006