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A High Energy-Efficient Reconfigurable VLIW Symmetric Cryptographic Processor with loop buffer structure and Chain Processing Mechanism

引用

Chinese Journal of Electronics 2017年第6期26卷 1161-1167页

作者： LI Wei ZENG Xiaoyang DAI Zibin NAN Longmei CHEN Tao MA Chao State Key Lab of ASIC and System Fudan University Institute of Information Science and Technology Zhengzhou

By exploring symmetric cryptographic data level and instruction-level parallelism, the reconfigurable processor architecture for symmetric ciphers is presented based on Very-long instruction word(VLIW) structure. The application-specific instruction-set system for symmetric ciphers is proposed. As for the same arithmetic operation of symmetric ciphers, eleven kinds of reconfigurable cryptographic arithmetic units are designed by the reconfigurable technology. As to the requirement of high energy-efficient design, the loop buffer structure for instruction fetching unit is proposed to reduce the power consumption significantly with the same frequency as conventional, meanwhile, the chain processing mechanism is proposed to improve the cryptographic throughput without any area overhead. It has been fabricated with 0.18μm CMOS technology. The result shows that the processor can work up to 200 MHz, and the fourteen kinds of cryptographic algorithms were mapped in the processor, the encryption throughput of AES, SNOW2.0 and SHA2 algorithm can achieve 1.19 Gbps, 1.05 Gbps, and 407 Mbps respectively.

关键词： Symmetric cipher Energy-efficient VLIW processor loop buffer structure Chain processing mechanism Reconfigurable

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