[实用新型]运算核、计算芯片和加密货币矿机

说明书

本公开涉及运算核、计算芯片和加密货币矿机。一种运算核包括：输入模块，被配置为接收数据块；被配置为对数据块进行哈希运算的运算模块，包括以流水线结构布置的多个运算级，使得基于数据块的数据信号沿着多个运算级依次传递；异步FIFO模块，设置在相邻的第一运算级和第二运算级之间，被配置为利用第一时钟信号接收从第一运算级输出的数据信号并且利用第二时钟信号将数据信号输出到第二运算级，第一运算级在第二运算级之前；第一时钟模块，被配置为向异步FIFO模块和第一运算级及其之前的运算级提供第一时钟信号；和第二时钟模块，被配置为向异步FIFO模块和第二运算级及其之后的运算级提供第二时钟信号，其中第一时钟信号与第二时钟信号的频率相同。

技术领域

本公开涉及用于进行哈希运算的运算核，并且更具体地，涉及运算核、计算芯片和加密货币矿机。

背景技术

比特币系统是最早提出并且目前得到最广泛认可的区块链系统。比特币系统的主要作用之一是用作去中心化的公共记账本，其可以记录各种金融交易。之所以称为″去中心化″，是因为比特币不是由单一的中心化的货币机构发行的，而是依据特定算法通过运算来产生的。比特币系统使用计算机网络的各节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学设计来确保安全性。

目前比特币协议采用安全哈希算法SHA(Secure Hash Algorithm)-256。SHA系列算法是美国标准与技术研究所发布的，其中SHA-256算法是一种哈希长度为256位的安全哈希算法。

根据比特币协议，第一个成功确定候选区块的工作量证明POW(proof of work)的节点有权将该区块添加到区块链，并有权生成新的加密货币单元作为奖励。这个过程就被称为″挖矿″，执行比特币算法的节点被称为挖矿机或矿机。

使用专用集成电路(ASIC执行挖矿过程的矿机是指使用ASIC芯片作为核心运算零件的矿机。这种ASIC芯片简单而高效，例如比特币采用SHA-256算法，那么比特币ASIC矿机芯片可以被设计用于执行SHA-256算法。ASIC矿机在算力上相比于其它类型的矿机具有很大优势。对于矿机计算芯片而言，芯片尺寸决定芯片成本，芯片运行速度决定矿机运行速度即算力，芯片功耗决定耗电程度即挖矿成本。因此，设计ASIC矿机的关键在于改善芯片尺寸、芯片运行速度和芯片功耗。

实用新型内容

根据本公开的第一方面，提供了一种运算核，包括：输入模块，被配置为接收数据块；运算模块，被配置为对接收到的数据块进行哈希运算，所述运算模块包括多个运算级，所述多个运算级以流水线结构布置使得基于所述数据块的数据信号沿着所述多个运算级依次传递，所述多个运算级中的每个运算级对从前一运算级接收的数据信号进行运算并将经该运算级运算的数据信号提供给后一运算级；异步先入先出(FIFO)模块，设置在所述多个运算级中相邻的第一运算级和第二运算级之间，所述第一运算级在所述第二运算级之前，所述异步FIFO模块被配置为利用第一时钟信号接收从所述第一运算级输出的数据信号并且利用不同于所述第一时钟信号的第二时钟信号将所接收的数据信号输出到所述第二运算级；第一时钟模块，被配置为向所述异步FIFO模块并且向所述第一运算级及所述多个运算级中在所述第一运算级之前的运算级提供所述第一时钟信号；以及第二时钟模块，被配置为向所述异步FIFO模块并且向所述第二运算级及所述多个运算级中在所述第二运算级之后的运算级提供所述第二时钟信号，其中，所述第一时钟信号的频率与所述第二时钟信号的频率相同。

在一些实施例中，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号二者的传递方向与所述数据信号的传递方向相同。

在一些实施例中，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号二者的传递方向与所述数据信号的传递方向相反。

根据本公开的第二方面，提供了一种计算芯片，包括一个或多个如前所述的运算核。