[发明专利]多元化配置信息压缩方法及装置

说明书

本发明公开了一种多元化配置信息压缩方法及装置，其中，该方法包括：对密码算法进行规划并生成密码算法对应的数据流图；根据数据流图的重复特性提取公因子，并确定公因子的公因子冗余度；根据可重构密码处理器硬件特性和公因子冗余度对数据流图进行子图划分；以及根据划分后的子图的结构特征信息和互联特征信息确定配置压缩方式，并通过配置压缩方式对子图所对应的可重构运算单元的配置信息和互联的配置信息进行压缩配置。该方法结合密码算法的计算特征来选择配置信息压缩方式，并基于所选择的配置信息压缩方式对配置信息进行压缩，去除冗余的配置信息，进而可提高可重构密码处理器的执行效率。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种多元化配置信息压缩方法及装置。

背景技术

可重构密码处理器(PRU_CRYPTO)，使用了一种粗粒度可重构处理器构架，结合了软件的灵活性和硬件的高效性，通过对通用可重构运算单元阵列RCA(ReconfigurableComputing Array)进行动态配置不仅可以改变控制流，还可以改变数据通路，动态实现不同的密码算法，并且可重构密码处理的硬件资源本身不含任何安全信息。可重构密码处理具有高性能、低功耗、灵活性好、扩展性好的优点，适合于处理计算密集型的密码算法，例如，高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)，SM3，ZUC，安全散列算法SHA256(Secure Hash Algorithm，SHA)等。因此，可重构密码处理器具有很好的应用前景，也能满足不同密码用户多层次的安全性需求和密码算法不断升级换代的需求。

可重构密码处理器的运算主体为可重构运算单元阵列，在可重构密码处理器的RCA中，通过配置参数来决定可重构运算单元RC(Reconfigurable Computing)实现的功能，RC之间也可以通过配置参数来确定其互联结构。通过对算法在RCA上映射的规划，确定各RC实现何种功能，以及RC间互联是怎样的，并生成相应的配置参数，能很好地实现数据流的高速并行处理。但不同密码算法具有不同程度的重复结构，例如，很多RC所使用的功能完全一样，这时仍对每个RC采用单独的配置参数就会造成参数重复和冗余，从而严重影响配置效率，进而影响动态实现密码算法的效率，即影响可重构密码处理器的执行效率。

为了减小配置信息的尺寸，提高配置效率，相关技术中提出一种层次化配置的压缩方法，如图1所示，图1展示了一种层次化配置的压缩方法，其压缩方法如下：

假定核心算法对应的完整数据流图(DFG，Data Flow Graph)分割成多个子图，子图自上而下分别对应配置1、2、3。而每个配置都包括输入、计算、输出三个部分。其中，通过图1可以看出，配置1的输出和配置2的输入，它们之间的依赖关系明确，配置2的数据输入地址就是配置1的数据输出地址，为了减少配置信息的尺寸，可以省略这部分配置，通过系统自动分配。设置一个内部的配置存储器存储配置1、2、3的具体内容，外部就只需要告诉可重构处理器(RPU，Reconfigurable Processing Unit)：阵列输入1和输出3的地址，以及配置索引的调用顺序列表(配置1、2、3的地址列表)。这些信息就构成了配置组。完整数据流图对应的是配置组，因此配置组合算法相对应，是配置系统的一级抽象。这些配置组的信息同样可以存储在可重构处理器内部，外部只需要通过写入数据输入输出地址和配置组序号。配置组的序列集和应用对应，此为配置系统的二级抽象。外部写入配置字的集合，通过配置来索引中间层配置信息(具体的算法、配置组)，再由中间层配置信息来索引底层配置信息(具体映射实现，包括算子、路由功能的选择等内容)。

这种方法可以大量压缩RPU接口处需要读取的配置数据量，从而将原来海量的底层配置信息调用编程二级索引表。然而，这种方法的整个压缩方式相对较为单一，在可重构密码处理器仅采用对配置参数进行配置组划分的方式，没有针对不同密码算法各自的计算特性来进行配置信息压缩存储，在某些应用场合下，其底层配置参数的数据总量并不能最优化地减少，一些重复结构的配置信息可能仍然以展开的形式存在，从而造成配置信息冗余。

发明内容