[发明专利]基4-Booth编码方法及门电路和流水线大数乘法器

说明书

技术领域

本发明属于公钥密码算法领域，特别涉及一种基4-Booth编码方法及门电路和流水线大数乘法器。 

背景技术

大数乘法器广泛地应用于信息安全密码算法的运算，它的性能直接决定着公钥密码算法RSA和ECC芯片的性能。公钥密码算法都是建立在大整数运算基础上，模约减、模乘、模幂运算被大量使用，而模乘、模幂运算的引擎就是大数乘法器。一般地，乘法运算可以分为三个步骤：部分积生成、部分积压缩至两行向量、最后将两行向量再相加。在部分积生成中，通常采用基4-Booth编码，基4-Booth编码可使乘法器的部分积数量减少一半，但部分积数量的减少也带来了编码延时的增加。因此，研究缩短Booth编码延时对乘法器整体性能的提升具有重要意义。 

发明内容

如何在不改变逻辑功能的前提下，缩短基4-Booth编码生成部分积的延时，并在此基础上搭建流水线大数乘法器，是本发明要解决的技术问题。 

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是： 

一种基4-Booth编码方法，如下表所示： 

乘数B每相邻的三位共有八种组合方式，不同的组合形式分别代表部分积选择是0，±A，±2A之中的一种，其中A代表被乘数，编码值X_i等于1表示绝对值是被乘数自身的组合方式，编码值X_i等于0表示其余组合方式；编码值M_i等于1表示部分积为负数的组合方式；编码值Modify_i等于1表示绝对值非零的六种组合方式，所述编码值中的i表示生成第i个部分积所需要的编码值序号，对256位乘法器来说，其范围是0～128； 

所述编码值X_i、M_i、Modify_i的逻辑表达式概括如下： 

Xi=B[2i-1]⊕B[2i]]]>

M_i=B[2i+1] 

Modifyi=B[2i+1]⊕B[2i-1]+B[2i]⊕B[2i-1]]]>

部分积每一比特位的生成如下述逻辑表达式所示：