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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN102662628A
(43)申请公布日2012.09.12
(21)申请号CN201210079969.3
(22)申请日2012.03.23
(71)申请人山东大学
地址250061山东省济南市历下区经十路17923号
(72)发明人鞠雷王中波贾智平
(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司
代理人张勇
(51)Int.CI
G06F9/30
G06F9/318
G06F9/38
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
RSA加密算法的指令优化处理器
(57)摘要
本发明涉及一种RSA加密算法的
指令优化处理器。它采用了5条专门用于
加速优化RSA加密算法的扩展指令，并且
设计了一款与新指令集相对应的专用指令
处理器模型-RSA_ASIP。所述5条专门用
于加速优化RSA加密算法的扩展指令包括
getbit、shift_l、shift_r、muladd和muladd2
指令，所述与新指令集相对应的专用指令
处理器模型-RSA_ASIP主要由数据存储
器、代码存储器、寄存器堆、流水线和总
线矩阵五部分组成。本发明设计的
RSA_ASIP处理器中能够在保证软件实现
的灵活性和可扩展性的前提下，大幅度地
优化RSA的执行，经过对RSA1024、
RSA2048的实现，与在ARM处理器上的
实现比较，指令周期平均减少了64％，经
过指令优化的处理器模型节省了资源消
耗。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种RSA加密算法指令优化处理器，主要由寄存器堆、总线矩阵、代码存储器、
数据存储器、指令流水线、流水线控制部件、流水线取指部件、流
水线内部总线、流水线译码器部件、流水线内部总线II、流水线
执行部件组成，其中，寄存器堆主要由32个通用寄存器、1个取
指寄存器、1个堆栈指针寄存器和1个链接寄存器组成；指令流水线采用三级流水
线：取指流水线部件、译码流水线部件和执行流水线部件；流水线
控制器对跳转指令译码部件进行控制，跳转指令只需要将跳转地
址存储在取指寄存器中，不需要经过执行部件，然后接着对整个
流水线的缓存进行刷新，防止流水线跳转引发错误；其特征是，在处理器中除了通
用指令译码部件和逻辑算术指令执行部件外，还包括了5条新扩
展指令的执行部件：
指令getbit执行部件，获取src1指定源操作数中的由src2指定的源操作数指定的
bit位的值，并将该值存入dest对应的通用寄存器中；
针对大整数的左移和右移提出了优化指令shift_l执行部件和shift_r执行部件，指
令shift_l执行部件将src1左移src2位并将来自低位移位并入的
src1中，并存到到dest中，同时，将src1左移的溢出的位保存在
src3中；
shift_r执行部件将src1右移src2位并将来自低位移位并入的src1中，并存到到
dest中，同时，将src1右移的溢出的位保存在src3中；
指令mulad
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