IBPU:一种面向通用处理器架构的比特置换功能单元

作者：马超; 南龙梅^*; 潘达杉; 李伟; 戴紫彬

来源：电子学报, 2018, 46(08): 1960-1968.

• Inverse Butterfly网络
• 分治策略
• 置换选路算法
• 硬件实现

本文利用Inverse Butterfly网络拓扑结构的自路由特性,并结合分治策略,提出了一种能够硬件高速实现任意比特置的换选路算法.利用该算法能够在O(lg N)条指令内完成N-bit任意静态置换操作,在O(lg2N)条指令内完成N-bit任意动态置换操作.在此基础上,本文构造了一种新型比特置换单元-Permutation Unit based on Inverse Butterfly,IBPU.并将它在SMIC 65nm工艺下进行了逻辑综合,结果表明:与以往研究成果相比,本文提出的IBPU资源消耗降低了约32%,延迟降低了近30%.当完成静态置换操作时,其功能单元所消耗的代价最小,不超过以往设计的60%;当完成动态置换操作时,虽然消耗的代价较大,但其随置换位宽N的增加涨幅较小,因此具有较高的稳定性,其综合性能优势明显.

• 单位
  复旦大学; 信息工程大学