[发明专利]执行伽罗瓦域乘法的方法、运算单元和电子装置

说明书

本公开提供了执行伽罗瓦域乘法的方法、运算单元及电子装置。该方法包括：接收指示执行伽罗瓦域乘法的微指令；将第一源操作数划分为N个等长的第一源操作数单元，将第二源操作数划分为N个等长的第二源操作数单元，将N个第一源操作数单元和N个第二源操作数单元一一对应组合得到N对源操作数单元，N为正整数；将N对源操作数单元中每对的第一源操作数单元和第二源操作数单元相乘，获取N个第一中间操作数；对N个第一中间源操作数分别进行求模运算，获取N个目的操作数单元；合并N个目的操作数单元，获取目的操作数作为伽罗瓦乘法的结果。从而提高伽罗瓦域乘法的运算效率并减少运算所需总时间。

技术领域

本公开的实施例涉及一种执行伽罗瓦域乘法的方法、运算单元和电子装置。

背景技术

伽罗瓦域的仿射变换及乘法运算广泛应用于密码学和图像处理。伽罗瓦域中元素的个数称为阶，如256阶的有限域记作GF(2^8)。伽罗瓦域的一个归约多项式记作P(x)，如选取GF(2^8)的一个归约多项式为P(x)＝x^8+x^4+x^3+x^2+1。对于伽罗瓦域的多项式运算符合以下规则：

(1)多项式的每个系数只能是0或者1。

(2)合并同类项时，每个系数进行异或操作，而不是加法操作。比如x^4+x^4＝0*x^4＝0，因为两个系数都为1，进行异或后等于0。

(3)加法等于减法，也可以理解为负系数等于正系数。例如，x^4–x^4＝x^4+x^4。又如，-x^3＝x^3。

通常会采用软件算法来实现伽罗瓦域的乘法算法，其主要涉及for循环语句、移位和异或运算。对于大量数据，使用软件算法必然会涉及多重的for循环运算，从而运算效率低下。

也存在利用uop指令序列来实现伽罗瓦域的乘法，其具体需要将伽罗瓦域的乘法先拆分成多条移位和异或uop指令，其后由硬件逻辑执行拆分出来的uop指令。因为是由硬件逻辑来执行，从而这一方案效率要高于软件算法的方案，但是需要先拆分出多个uop指令，这占用了更多的逻辑运算资源，导致总时延增加，实现伽罗瓦域乘法的总时间不占优势。

在实现伽罗瓦域乘法的诸多方案中，硬件具有计算速度快的固有优势但时延过长，而软件算法的运算效率低，因此需要提出一种效率高且运算所需的总时间短的伽罗瓦域乘法的实现方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种执行伽罗瓦域乘法的方法、运算单元和电子装置，以解决现有技术中实现伽罗瓦域乘法的方案运算效率低或运算所需总时间长的技术问题。

本公开至少一个实施例提供一种执行伽罗瓦域乘法的方法，包括：接收指示执行伽罗瓦域乘法的微指令；将第一源操作数划分为N个等长的第一源操作数单元，将第二源操作数划分为N个等长的第二源操作数单元，将所述N个第一源操作数单元和N个第二源操作数单元一一对应组合得到N对源操作数单元，其中，所述第一源操作数和所述第二源操作数位长相等，所述第一源操作数和所述第二源操作数由所述微指令指示，每对源操作数单元包括一个第一源操作数单元和一个第二源操作数单元，N为正整数；将所述N对源操作数单元中每对的第一源操作数单元和第二源操作数单元相乘，获取N个第一中间操作数；对所述N个第一中间源操作数分别进行求模运算，获取N个目的操作数单元；合并所述N个目的操作数单元，获取目的操作数作为所述伽罗瓦乘法的结果。

例如，在本公开一实施例提供的执行伽罗瓦域乘法的方法中，所述微指令携带所述第一源操作数和所述第二源操作数；或者，所述微指令指向所述第一源操作数的第一存储位置和/或所述第二源操作数的第二存储位置。

例如，在本公开一实施例提供的执行伽罗瓦域乘法的方法中，在所述微指令指示所述第一源操作数的第一存储位置和/或所述第二源操作数的第二存储位置时，所述方法还包括：从所述第一存储位置和/或所述第二存储位置，读取所述第一源操作数和/或所述第二源操作数。