[发明专利]一种SM2算法并行多路硬件实现方法

权利要求书

1.一种SM2算法并行多路硬件实现方法，包括：客户端、FPGA、密码模块以及主控处理器；其中，所述客户端：用于创建会话，使用密码设备应用接口，以会话方式调用SM2密码运算接口；每个所述FPGA包含有FPGA模块1至模块4，每个模块均内置有卡内接口寄存器和PC侧接口寄存器，且所述卡内接口寄存器和PC侧接口寄存器共用存储器内的计算资源，减少数据复制带来的开销； 所述主控处理器内置有处理核，每个处理核含有1-4个内核，所述内核中轮询线程获取 状态队列中的状态数据，根据数据中的通道号唤醒对应通道的处理线程；其特征在于，每个客户端会话对应一路通道，每个通道的请求由对应的通道处理线程进行处理，FPGA为每个通道预分配计算资源，由于每个内核支持64个通道，4个内核支持256个多路通道，因此最大支持可以256个客户端会话；所述FPGA 的卡内寄存器接口组数与主控处理器的内核数目一致，以支持无锁并行计算；运行时，所述FPGA通过状态队列通知客户端、主控处理器；其中，状态队列与主控处理器的内核数目一致，以支持无锁并行计算；该方法中所述内接口寄存器、PC侧接口寄存器与状态队列分离设计，以减少数据复制带来的开销；

该方法包括：初始阶段和运行阶段；

初始阶段：1)FPGA为每个通道分配卡内、PC侧接口寄存器资源，计算资源；2) 主控处理器分配DMA资源、配置卡内寄存器，为每个处理核创建一个轮询线程，和FPGA进行通信，为每个通道创建处理线程；

运行阶段：1)客户端创建会话，调用SM2密码运算接口；

2）客户端将SM2密码运算请求数据发送到会话对应的通道中，同时写PC侧接口寄存器；

3）FPGA获取SM2密码运算请求数据，将数据写入到卡内寄存器，通过状态队列通知主控处理器；

4）主控处理器轮询线程获取状态队列中的状态数据，根据数据中的通道号唤醒对应通道处理线程；

5)通道处理线程从卡内寄存器中获取待处理数据，解析并处理请求转化为SM2运算原语请求写入到卡内接口寄存器，进入睡眠状态；

6)FPGA获取到卡内寄存器中的请求数据，调用对应通道计算资源进行SM2运算，将计算结果写入到卡内寄存器，通过状态队列通知主控处理器；

7)主控处理器轮询线程获取到状态数据后，唤醒对应通道处理线程继续处理，主线程处理结束后将处理结果写入卡内寄存；

8)FPGA获取处理结果，写入PC侧接口寄存器，通过状态队列通知客户端；

9)客户端从会话对应的通道中获取SM2响应数据。