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TTA-EC:一种基于传输触发体系结构的ECC整体算法处理器
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP332[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]国防科学技术大学计算机学院,长沙410073
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金(60173040)资助.
中文摘要:

以传输触发体系结构(TTA)为基础,为支持大数运算扩展寄存器堆,增加模乘单元以加速模乘操作,提出一种ECC整体算法处理器TTA—EC.该处理器具有如下特点:(1)利用TTA工具链,可快速开发出基于TTA-EC的完整ECC公钥系统;(2)模乘单元将以基数为处理字长的高基数Montgomery算法与行共享流水结构相结合,具有良好的可扩展性;(3)流水单元实现矢量乘操作,并同时支持GF(p)和GF(2^n)双有限域;(4)通过调整总线宽度和流水单元个数,可满足不同性能/面积约束.在0.18μm 1P6MCMOS工艺下,其高性能和紧缩面积版本的规模分别为117.4K和40.6K,可分别在0.87ms和7.83ms内完成一次GF(p)或GF(2^n)上的192位EC标量乘运算,峰值功耗分别为242.1mW和28.5mW.

英文摘要:

Implementing ECC whole algorithms in hardware has such advantages as more security, less communication bandwidth and more convenient in hardware/software co-design etc. A whole algorithm processor TTA-EC is presented in this paper, which is extended from transported triggered architecture (TTA) by coupling a modular multiplier and long integer registers. TTA-EC has the following characters. (I) ECC whole algorithms can be developed conveniently through the TTA tool chain; (II) the modular multiplier combines a radix-length based version of high radix Montgomery algorithm with a row sharing pipeline design to get high performance and scalability; (III) pipeline elements perform vector production and support Galois field GF(p) and GF(2^n); (IV) different performance/area constraint can be achieved by adjusting the bus width and the number of modular multiplierts pipeline elements. In a 0.18μm 1P6M CMOS technology, the high-speed design using 117. 4K gates achieves operation time of 0.87ms for a 192-bit elliptic curve scalar multiplication on GF(p)/GF(2^n) field, A compact version requires 40.6K gates and executes the operation in 7.83ms. And their peak powers are 242, lmW and 28.5mW separately.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433