[发明专利]运算电路、芯片和计算装置

说明书

本公开涉及运算电路、芯片和计算装置。公开了一种运算电路，包括：第一多个寄存器，被配置为形成多个级，使得数字信号沿着第一多个寄存器中的各级寄存器依次传递；多个组合逻辑模块，其中每一级寄存器通过对应的组合逻辑模块耦接到下一级寄存器；第二多个寄存器，包括与每个组合逻辑模块对应的多个子部分，其中，每个组合逻辑模块包括第一子模块、第二子模块和第三子模块，第二子模块包括加法器，第一子模块和第三子模块不包括加法器，并且第一子模块耦接到一级寄存器的输出端和第二多个寄存器的对应子部分的输入端，第二子模块耦接到对应子部分的输出端和下一级寄存器的输入端，并且第三子模块耦接到一级寄存器的输出端和下一级寄存器的输入端。

技术领域

本公开总体而言涉及比特币挖矿。具体来说，涉及一种用于比特币挖矿的运算电路，一种包括运算电路的芯片，以及一种包括芯片的计算装置。

背景技术

比特币是一种P2P(Peer-to-Peer)形式的虚拟加密数字货币，其概念最初由中本聪在2008年11月1日提出，并于2009年1月3日正式诞生。比特币的独特之处在于，它不依靠特定货币机构发行，而是依据特定算法通过大量运算来产生。

使用矿机来进行比特币挖矿的核心是根据矿机计算SHA-256算法的运算能力来获得奖励。对于矿机而言，芯片尺寸、芯片运行速度和芯片功耗是决定矿机性能的至关重要的三个因素，其中，芯片尺寸决定芯片成本，芯片运行的速度决定矿机运行速度(即算力)，芯片功耗决定耗电程度(即挖矿成本)。在实际应用中，衡量矿机最为重要的性能指标是单位算力所消耗的功耗，即功耗算力比。

图1示出了现有技术的用于比特币挖矿的运算电路100。运算电路100采用流水线(pipeline)结构来实现SHA-256算法。

如图1所示，运算电路100包括多个寄存器，该多个寄存器被配置为形成多个级111-1,111-2,…,111-N，其中第一级寄存器111-1包括寄存器111-1a,111-1b,…,111-1h，第二级寄存器111-2包括寄存器111-2a,111-2b,…,111-2h，第N级寄存器111-N包括寄存器111-Na,111-Nb,…,111-Nh，等等。数字信号沿着各级寄存器111-1,111-2,…,111-N依次传递。

运算电路100还包括多个组合逻辑模块120-1,120-2,...。每一级寄存器通过对应的组合逻辑模块耦接到下一级寄存器。

每个组合逻辑模块120-1,120-2,...包括第一子模块121-1,121-2,...，第二子模块122-1,122-2,...和第三子模块123-1,123-2,...，其中第二子模块包括加法器，而第一子模块和第三子模块不包括加法器。在图1中，第二子模块122-1,122-2,...包括两个加法器131-1,131-2,…和132-1,132-2,…。

如图1所示，在第一个组合逻辑模块120-1中，第一子模块121-1耦接到第一级寄存器111-1的输出端和包括加法器131-1、132-1的第二子模块122-1的输入端，第二子模块122-1(以及其中的加法器131-1、132-1)耦接到第一子模块121-1的输出端和第二级寄存器111-2的输入端，而第三子模块123-1耦接到第一级寄存器111-1的输出端和第二级寄存器111-2的输入端。

第一级寄存器111-1中的8个寄存器111-1a,111-1b,111-1c,111-1d,111-1e,111-1f,111-1g,111-1h的输出端均耦接到对应的第一个组合逻辑模块120-1中的第一子模块121-1和第三子模块123-1的输入端。

第二级寄存器111-2中的2个寄存器111-2a,111-2e的输入端耦接到对应的第一个组合逻辑模块120-1中的第二子模块122-1的输出端，而其他6个寄存器111-2b,111-2c,111-2d,111-2f,111-2g,111-2h耦接到第三子模块123-1的输出端。