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申请/专利权人：无锡芯光互连技术研究院有限公司

摘要：本发明涉及模乘运算技术领域，具体公开了一种蒙哥马利模乘的硬件加速器实现方法及硬件加速器，包括：配置蒙哥马利模乘的输入参数；确定硬件加速器的流水线级数；根据流水线级数将蒙哥马利模乘的模乘运算操作进行拆分，得到每级流水线所需完成的目标分级模乘运算；根据每个目标分级模乘运算确定对应的移位分级模乘运算，并基于每个移位分级模乘运算获得对应的目标分级模乘运算的运算结果，每个移位分级模乘运算均至少包括一次乘法操作以及一次索引映射表查表操作；根据所有目标分级模乘运算的运算结果获得蒙哥马利模乘的输出结果。本发明提供的蒙哥马利模乘的硬件加速器实现方法能够实现性能提升且不增加成本。

主权项：1.一种蒙哥马利模乘的硬件加速器实现方法，其特征在于，包括：配置蒙哥马利模乘的输入参数，所述输入参数至少包括第一模乘操作数、第二模乘操作数、目标模数、移位模数、模乘的基以及操作数位宽，所述模乘的基为2的预设次幂，所述移位模数为2的整数次幂，且所述移位模数大于所述目标模数；根据模乘的基的幂次数以及操作数位宽确定硬件加速器的流水线级数；根据所述流水线级数将所述蒙哥马利模乘的模乘运算操作进行拆分，得到每级流水线所需完成的目标分级模乘运算，其中每个目标分级模乘运算均包括顺序依次执行的三次乘法运算；根据每个目标分级模乘运算确定对应的移位分级模乘运算，并基于每个移位分级模乘运算获得对应的目标分级模乘运算的运算结果，其中每个移位分级模乘运算均至少包括与一次乘法运算对应的一次乘法操作以及与剩余两次乘法运算对应的一次索引映射表查表操作，所述乘法操作用于获得基于第一模乘操作数和当前的第二模乘操作数进行计算的移位分级模乘运算中间值，所述索引映射表查表操作用于获得基于所述目标模数和移位模数的移位分级模乘运算的表项值；根据移位分级模乘运算中间值和所述移位分级模乘运算的表项值获得该移位分级模乘运算的运算结果；在所述硬件加速器中执行所有移位分级模乘运算，并在执行最后一个移位分级模乘运算后获得蒙哥马利模乘的输出结果；其中，根据每个目标分级模乘运算确定对应的移位分级模乘运算，包括：构建索引映射表，所述索引映射表的表项数量为所述模乘的基，所述索引映射表的每个表项的值均为预先基于所述目标模数和移位模数的运算关系计算获得的预设值；根据每个目标分级模乘运算的第一次乘法运算确定移位分级模乘运算的一次乘法操作；针对每个目标分级模乘运算的第二次乘法运算和第三次乘法运算，通过查询索引映射表确定移位分级模乘运算的一次索引映射表查表操作；根据所述一次乘法操作和一次索引映射表查表操作获得所述移位分级模乘运算；每个目标分级模乘运算的三次乘法运算的表达式依次分别为：z’=z+x×（y%radix），q=（（z’%radix）×P’）%radix，z=（z’+q×P）radix，其中，x表示第一模乘操作数，y表示当前的第二模乘操作数，z’表示移位分级模乘运算中间值，z表示每级移位分级模乘运算的运算结果，q表示第二次乘法运算的运算结果，radix表示模乘的基，且radix=2m，P表示目标模数，P’×P≡-1%R，R表示移位模数；所述蒙哥马利模乘的模乘运算的表达式为：Z=x×y×P’modR，其中，Z表示蒙哥马利模乘的输出结果，x表示第一模乘操作数，y表示第二模乘操作数，R表示移位模数，P’×P≡-1%R，P表示目标模数。

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