基于FPGA的并行控制器设计

可编程逻辑器件FPGA(Field Programmable Gate Array)与硬件描述语言VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)的出现，使得硬件的设计如同软件设计那样方便快捷。通过软件编程可以对FPGA的结构和工作方式进行重构，使得FPGA按照软件设定的方式进行工作。在保证网络信息的安全中，加密解密数据的宽度要远远超过现行计算机的字长，纯粹的软件实现加密解密运算速度慢，效率低，不能满足高速网络的要求。通过FPGA实现宽位的加密解密算法，将有利于保护网络信息的安全。 利用FPGA的可重配置，使用VHDL语言专门设计字长可变的微控制单元。由用户按照实际应用的需求自行设计多个并行的运算单元，由控制单元来调度各个运算单元实现微并行计算。实现对数据的快速加密解密处理，有效的运用在网络信息安全领域中，能取得预想不到的效果。当需求变更时，FPGA的可重配置将极大地降低风险，按照新的需求重新进行运算单元的逻辑设计，编写对应的并行运行程序，配置FPGA芯片以适应新的应用需求。利用FPGA的并行处理特性，实现真正的微指令并行处理，减少程序的运行时间，从指令级到硬件级的真正并行处理。 将控制单元与运算单元分离设计，系统采用哈佛结构。将控制单元与处理单元分离后，相互之间采用请求响应协议进行数据交互，有效地提高系统性能。运算单元作为外挂处理芯片，由用户根据实际的应用场景进行设计，采用串并转换拼装数据，使得外挂处理器设计更为灵活。外挂的多个运算器之间相互独立，由控制单元统一调度，有效地提高了系统性能和效率。 在原型设计完成后，二次开发的时间明显降低。对于教学、科研和产业化提供非常方便快捷的试验平台。

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