[发明专利]一种基于FPGA的并行字符串匹配算法

权利要求书

1.一种基于FPGA的并行字符串匹配算法，其特征在于：通过FPGA并行处理在一个时钟周期找到模式字符串前j个字符的子串，以及它的前缀和后缀的最大公共元素值，通过前缀和后缀的最大公共元素值可直接得到并输出NEXT数组，利用NEXT数组可实现多个模式的模式字符串并行匹配，根据实现的NEXT函数，每一个模式对应一个匹配引擎，同时对不同的NEXT函数值和模式字符串，实现的一对多同时比较，最后根据匹配的标志输出最终的匹配结果。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的并行字符串匹配算法，其特征在于：所述模式字符串前j个字符的子串，以及它的前缀和后缀的最大公共元素值的具体寻找过程如下：

步骤1：列出前j＝2个字符的子串到除去模式字符串本身的最大的子串；

步骤2：分别比较步骤1中每一个子串的相同大小的前后缀，如果比较相等，输出用一位标志位s＝1表示；

步骤3：每一个子串所有的比较的输出标志位s作为一个优先级编码器的输入，编码器输出即可得到所述模式字符串前j个字符所构成的字符串最大的前后缀的公共元素值；

步骤4：通过NEXT函数值与前j个字符的子串，它的前后缀的最大公共元素值的关系转而得到NEXT数组。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的并行字符串匹配算法，其特征在于：所述得到NEXT数组的具体过程如下：

根据NEXT函数值的定义知，NEXT[1]＝0；如果最大公共元素值Max[1]＝0，也就是说，j＝2时，前2字符是不等的，可得NEXT[2]＝1；即如果得到的Max值为零，那么就等于1；如果，最大公共元素值不为零，那么就满足NEXT[j]＝Max[j-1]；即可一一对应NEXT函数值。

4.根据权利要求2所述的基于FPGA的并行字符串匹配算法，其特征在于：在所述模式字符串前j个字符的子串，以及它的前缀和后缀的最大公共元素值的实现方式如下：

步骤1：在模式字符串存储中按地址为分别可得到前j个字符的子串，每一个子串由8bit的ASCII码表示，j的值等于字节的数目；

步骤2：根据步骤1中的得到的j字节的二进制数，通过相应位的比较器，比较器输出1bit，相等输出为1，否则为0；

步骤3：根据每一个前j个字符的子串，它每一个比较器输出由高位到低位作为编码器的输入，以最高位优先级编码，得到对应第j位的Max值。

5.根据权利要求3所述的基于FPGA的并行字符串匹配算法，其特征在于：实现NEXT函数值的方式如下：

步骤1：根据得到Max值，此处用到比较器，判断Max值是否为零，然后在不为零的情况用到加法器执行加1操作，否则不执行，直接对应为赋值为1；

步骤2：根据上面比较器和加法器共同作用的结果后，依次按地址存放得到NEXT函数值。