RISCV密码专用处理器能效概率模型与体系结构研究

作     者：李伟 别梦妮 陈韬 吴艾青 南龙梅 LI Wei;BIE Mengni;CHEN Tao;WU Aiqing;NAN Longmei

作者机构：解放军信息工程大学郑州450000 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2021年第43卷第6期

页      码：1541-1549页

摘      要：该文以高能效为目标,建立了密码专用处理器能效概率模型,并指导高能效密码专用处理器体系结构设计。该文将面向密码领域的专用指令处理器设计空间探索问题描述为“1”值在配置矩阵中的定位问题,通过引入概率矩阵进一步将定位问题转化为最优配置的概率问题,并基于机器学习思想提出了密码专用处理器最高能效概率模型。实验证明,该文提出的能效概率模型平均经过2300次迭代输出最终结果,且预测准确率达到92.7%。根据最高能效概率模型,对密码专用处理器设计空间进行探索,获取满足高能效需求的密码专用处理器运算单元集合,以扩展指令的方式将其集成到开源通用64位RISCV处理器核心Araine中,提出高能效密码专用处理器体系结构。将该处理器在CMOS 55 nm工艺下进行逻辑综合,结果表明,该文提出的RISCV密码专用处理器与扩展前相比面积增大了426874 mm^(2),关键延迟增加了0.51 ns,完成密码算法总时间面积积增幅之和为0.46,执行常见密码算法能效比在1.61~35.16 Mbps/mW范围内。

主 题 词：密码处理器 机器学习 能效概率模型 高能效 

学科分类：11[军事学] 1105[1105] 0839[0839] 08[工学] 110505[110505] 0835[0835] 110503[110503] 081202[081202] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11999/JEIT210004

馆 藏 号：203103630...