[发明专利]支持多种指令体系的处理器

说明书

技术领域

本发明涉及处理器，具体的，涉及支持多种指令体系的处理器，更具体的，涉及支持协议指令体系、配置指令体系和常规指令体系的处理器。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，在处理器领域中，可重组设计得到了原来越多的关注。

典型的，可重组逻辑由三部分组成：重组元素、可控节点、以及它们之间的连接网络。重组元素用于实现各种算法的基本操作成分，是可重组逻辑用于构建各种算法的基本元素。重组元素之间的连接网络用于为各种算法建立所需的数据传输通路。显然，重组元素及其连接网络必须在可控节点的控制下才能实现不同的算法。

利用可重组设计能够提供灵活高效的处理器设计。

另一方面，为了信息的安全，对信息进行加密传输是常见的手段。传统的数据加密方法有两种，一种是软件加密方法，即用软件实现加密/解密算法，在通用计算机上完成数据加密/解密操作；另外一种是硬件加密方法，即完全用硬件实现某种加密/解密算法，制造出针对某种加密/解密算法的ASIC芯片，数据的加密/解密在专用的加密芯片上实现。软件加密方法较为灵活，但速度较慢；而专用加密芯片的加/解密速度很快，但是由于其针对特定算法，灵活性差。

另外，从安全的角度来讲，上述两种加密方法都有极大的安全隐患。对软件加密方法而言，攻击者可以用各种跟踪工具秘密修改算法而使任何人都不知道。对专用密码芯片来讲，一旦芯片生产出来以后，其实现的密码算法是不可改变的，然而任何算法都有可能被攻破，因此长期使用一种专用密码芯片难以保证信息的安全。而且针对某种特定算法的专用密码芯片不能适应其它的密码算法。此外，专用密码芯片所实现的算法在设计阶段和生产阶段是已知的，存在算法泄密的隐患。

因此，要使密码芯片能够灵活、快速地实现多种不同的密码算法，则密码芯片的体系结构必须具有一定程度的灵活性，例如是可重组(也称作可重构)的，从而可以实现不同的密码算法。而相关领域的技术人员将理解，称一系统或电路等是可重组或可重构的是指该系统或电路等中的部件或元件可以重新组合来实现不同或相同的功能。

由于可重组密码芯片能够随时方便地改变算法或销毁算法，有效地防止算法泄露或密码攻击；可重组密码芯片也能够选择每个算法的多种配置文件，有效地防止算法代码被攻破。

另一方面，在现有技术中，对安全协议的支持常常是通过通用处理器(例如CPU)通过软件系统来实现。从而在在频繁地或大量地利用安全协议进行安全协议通信时(例如，在路由器应用中)，利用软件系统来进行安全协议通信是不便利地，可能占用大量的系统资源却效率低下。

针对上述问题，本申请的发明人提出了一种支多种指令体系的处理器，其能够克服或解决上述问题中的一个或多个。

发明内容

本发明的处理器采用一种不含任何算法的“白裸片”设计，不涉及密码算法，仅包括支持密码算法实现的可重组和配置IP，使芯片在设计和生产过程中不会泄露任何密码算法的信息。

根据本发明一个方面，本发明提供一种处理器，其特征在于：该处理器支持第一指令体系，该第一指令体系包括与安全协议有关的多个指令。其还可以支持与配置文件相关的第二指令体系，以及其他指令体系。

根据本发明一个方面，本发明提供一种处理器，其特征在于，该处理器支持第一指令体系，该第一指令体系包括与安全协议有关的多个指令，该处理器包括：

系统管理器，用于对系统进行管理，其能够执行系统初始化、原始注入以及错误逻辑控制；

内核运算模块，用于实现协议指令体系的各基本功能；

协议译码器，能够控制内核运算模块来实现协议；

接口模块，用于处理器与外部单元之间的接口连接和控制；以及

存储模块，用于存储处理器操作所需的各种数据、程序、配置文件。

附图说明

下面结合附图介绍示例性的实施例介绍本发明的各种方案、特点、优点及应用，其中：

图1示出了包含根据本发明一个实施方式的处理器的示例性安全设备；

图2示出了根据本发明的处理器的一个示例性体系结构；

图3示出了根据本发明另一实施方案的处理器的体系结构图；

图4示出了根据本发明的处理器的另一示例性体系结构。

具体实施方式

本领域技术人员将理解，下面的具体说明仅是示例性的，是为了更清楚地说明本发明的总体概念、思想、结构，而并非是对权利要求的限制。

本发明的处理器是一种安全处理器，其可以实施为安全协处理器(安全芯片)，或安全协处理器和MCU(MCPU)的组合，或具有安全处理内核的通用处理器。