1、粗粒度可重構(gòu)架構(gòu)作為一種新型可重構(gòu)處理器，具有高靈活性和高能效的優(yōu)勢(shì)，可以使用較少的資源實(shí)現(xiàn)多種分組密碼算法。近些年，可重構(gòu)處理器的計(jì)算資源越來(lái)越豐富，陣列的面積在不斷的增大，隨之帶來(lái)的配置開(kāi)銷往往限制了計(jì)算性能的提升。此外，分組密碼算法特有的S盒操作以及密鑰讀取操作導(dǎo)致架構(gòu)的片上數(shù)據(jù)訪存功耗較大，致使架構(gòu)的能效比難以得到提升。因此，亟待從架構(gòu)的配置方面以及數(shù)據(jù)緩存方面入手提升可重構(gòu)處理器的能效。
　　在性能優(yōu)化方面，針對(duì)架構(gòu)整體

2、計(jì)算效率偏低的問(wèn)題，本文結(jié)合算法的配置策略——配置信息的層次化組織與存儲(chǔ)，提出了全動(dòng)態(tài)局部重構(gòu)設(shè)計(jì)方案。本文所處理的配置過(guò)程不只包括配置的切換，還包括配置的索引，在配置調(diào)度方面，通過(guò)配置包預(yù)解析方案，大幅壓縮配置切換過(guò)程帶來(lái)的數(shù)據(jù)流圖之間的流水空閑時(shí)間，提升系統(tǒng)的性能功耗比。在功耗優(yōu)化方面，針對(duì)片上數(shù)據(jù)訪存功耗大的問(wèn)題，本文提出面向分組密碼算法的高能效數(shù)據(jù)管理方案。針對(duì)S盒模塊提出了共享門控的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)共享方案減少S盒資源的數(shù)量，通

3、過(guò)門控方案減少S盒資源的冗余翻轉(zhuǎn)。針對(duì)通用寄存器堆模塊，提出了數(shù)據(jù)分離存儲(chǔ)的方案，以此來(lái)減少數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)次數(shù)，降低存儲(chǔ)模塊的功耗。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)上述配置優(yōu)化方案、數(shù)據(jù)管理方案，應(yīng)用于面向分組密碼算法的可重構(gòu)架構(gòu)中。架構(gòu)采用TSMC 65 nm的CMOS工藝，電路面積約為4.12mm2，運(yùn)行主頻為500MHz，適用于絕大部分SP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及Feistel網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分組密碼算法。其中AES、DES算法的能效比分別達(dá)到了69.7