本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是指一種asic芯片中多種hash算法并行運算控制優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)方案通?；趩蝹€處理單元執(zhí)行sha-256算法，這在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時可能顯得力不從心。盡管單個處理單元的性能可能已經(jīng)很高，但在需要處理海量數(shù)據(jù)或要求實時響應(yīng)的場景中，單個處理單元的計算能力往往成為瓶頸。

2、此外，傳統(tǒng)方案在處理sha-256算法的流水線特性時，可能缺乏足夠的靈活性。由于sha-256算法包含多個處理階段，每個階段的計算負載可能有所不同。傳統(tǒng)方案可能難以根據(jù)各階段的實際負載進行動態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致處理單元在某些階段資源利用不足，而在其他階段則過載運行，從而影響整體性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種asic芯片中多種hash算法并行運算控制優(yōu)化方法，可以提高數(shù)據(jù)處理的效率和性能。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，一種asic芯片中多種hash算法并行運算控制優(yōu)化方法，所述方法包括：

4、創(chuàng)建整合模塊，整合模塊用于容納多個sha-256處理單元；

5、分析sha-256處理單元的流水線，以確定流水線級數(shù)；

6、根據(jù)流水線級數(shù)，確定模式選擇矩陣；

7、根據(jù)模式選擇矩陣，調(diào)度不同的sha-256處理單元和流水線階段，以得到調(diào)整后的sha-256處理單元；

8、為每個調(diào)整后的sha-256處理單元添加一個控制信號，控制信號用于控制sha-256處理單元運算的啟動和停止；

9、優(yōu)化調(diào)整后的sha-256處理單元之間的任務(wù)分配方案，用每個粒子表示一個特定的任務(wù)分配方案；

10、定義一個用于評估每種任務(wù)分配方案性能的適應(yīng)度函數(shù)；

11、根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)，計算每個粒子的適應(yīng)度，更新粒子的速度和位置，迭代操作，直到達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，以得到最終的任務(wù)分配方案。

12、進一步的，分析sha-256處理單元的流水線，以確定流水線級數(shù)，包括：

13、獲取sha-256處理單元的電路圖；

14、根據(jù)電路圖，識別sha-256處理單元中的不同流水線階段；

15、根據(jù)sha-256處理單元中的不同流水線階段，確定流水線級數(shù)，其中，流水線級數(shù)與硬件實現(xiàn)中識別的不同階段相對應(yīng)，每個階段視為流水線的一級，通過分析每個階段的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，以及輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)之間的依賴關(guān)系，以確定流水線級數(shù)。

16、進一步的，根據(jù)電路圖，識別sha-256處理單元中的不同流水線階段，包括：

17、根據(jù)電路圖，識別邏輯單元和模塊，包括寄存器、算術(shù)邏輯單元和控制單元；

18、根據(jù)電路圖和數(shù)據(jù)通路，將sha-256處理單元劃分為不同的功能模塊，包括消息填充模塊、擴展模塊和壓縮函數(shù)模塊；

19、對每個功能模塊進行細化，識別出構(gòu)成流水線的各個階段；

20、在電路圖上標(biāo)記出每個流水線階段的邊界。

21、進一步的，對每個功能模塊進行細化，識別出構(gòu)成流水線的各個階段，包括：

22、根據(jù)消息填充模塊中的原始消息的長度，按照sha-256的填充規(guī)則，對消息進行填充，使其長度滿足特定的條件，在填充后的消息末尾附加一個64位的整數(shù)，表示原始消息的長度，以得到處理后的消息；

23、將處理后的消息分割成固定大小的塊，每個塊的大小為512位；

24、將每個512位的消息塊擴展為64個32位的字；

25、初始化一個循環(huán)計數(shù)器，用于控制壓縮函數(shù)的迭代次數(shù)；

26、根據(jù)循環(huán)計數(shù)器的值，選擇相應(yīng)的w字進行處理，使用選定的w字和當(dāng)前的工作變量，計算一系列臨時變量，根據(jù)臨時變量和特定的邏輯函數(shù)，更新工作變量的值，遞增循環(huán)計數(shù)器，準(zhǔn)備下一次迭代；在完成所有消息塊的處理后，將工作變量的值作為最終的哈希值。

27、進一步的，將處理后的消息分割成固定大小的塊，每個塊的大小為512位，包括：

28、生成初始種群，初始種群中每個個體代表一種消息分割方式，包括一系列分割點的位置，分割點每個塊的大小≤512位；

29、定義評估每種分割方式在sha-256處理過程中性能的評估函數(shù)；

30、對于每個個體，按照其代表的分割方式對消息進行分割，對分割后的消息塊進行sha-256處理，并使用評估函數(shù)評估處理性能；

31、根據(jù)處理性能，確定對應(yīng)的個體，隨機選擇兩個個體，以一定的交叉率交換個體的部分分割點位置，生成新的個體；以一定的變異率隨機改變個體的分割點位置，以生成新一代種群，迭代進化，直到達到預(yù)設(shè)的進化代數(shù)，以生成最終的分割方式；

32、根據(jù)最終的分割方式，將處理后的消息分割成固定大小的塊。

33、進一步的，根據(jù)處理性能，確定對應(yīng)的個體，隨機選擇兩個個體，以一定的交叉率交換個體的部分分割點位置，生成新的個體，包括：

34、確定多點交叉中分割點的數(shù)量，分割點用于交換父代個體的部分基因；

35、生成與所選分割點數(shù)量相對應(yīng)的隨機數(shù)，對所選的兩個父代個體，根據(jù)生成的隨機數(shù)確定要交換的分割點位置；

36、在每個選定的分割點位置上，交換兩個父代個體的對應(yīng)分割點信息，經(jīng)過多點交叉后，以獲得兩個新的個體。

37、進一步的，根據(jù)流水線級數(shù)，確定模式選擇矩陣，包括：

38、根據(jù)流水線級數(shù)，創(chuàng)建一個矩陣，矩陣的行表示流水線階段，列表示sha-256處理單元，初始時，矩陣中的每個元素設(shè)置為一個表示未分配或空閑的狀態(tài)值；

39、根據(jù)流水線級數(shù)和處理單元的數(shù)量，確定每個處理單元對應(yīng)的處理的流水線階段；

40、對于每個處理單元，在其對應(yīng)的列中，將分配的流水線階段對應(yīng)的行設(shè)置為一個表示已分配或忙碌的狀態(tài)值，以得到模式選擇矩陣。

41、第二方面，一種asic芯片中多種hash算法并行運算控制優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于所述的方法中，包括：

42、創(chuàng)建模塊，用于創(chuàng)建整合模塊，整合模塊用于容納多個sha-256處理單元；

43、分析模塊，用于分析sha-256處理單元的流水線，以確定流水線級數(shù)；

44、確定模塊，用于根據(jù)流水線級數(shù)，確定模式選擇矩陣；

45、調(diào)度模塊，用于根據(jù)模式選擇矩陣，調(diào)度不同的sha-256處理單元和流水線階段，以得到調(diào)整后的sha-256處理單元；

46、添加模塊，用于為每個調(diào)整后的sha-256處理單元添加一個控制信號，控制信號用于控制sha-256處理單元運算的啟動和停止；

47、優(yōu)化模塊，用于優(yōu)化調(diào)整后的sha-256處理單元之間的任務(wù)分配方案，用每個粒子表示一個特定的任務(wù)分配方案；

48、定義模塊，用于定義一個用于評估每種任務(wù)分配方案性能的適應(yīng)度函數(shù)；

49、計算模塊，用于根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)，計算每個粒子的適應(yīng)度，更新粒子的速度和位置，迭代操作，直到達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，以得到最終的任務(wù)分配方案。

50、第三方面，一種計算設(shè)備，包括：

51、一個或多個處理器；

52、存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)所述的方法。

53、第四方面，一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的方法。

54、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果。

55、通過創(chuàng)建整合模塊，能夠在一個統(tǒng)一的框架內(nèi)管理和協(xié)調(diào)多個sha-256處理單元的工作，提高了硬件資源的利用率。通過分析sha-256處理單元的流水線，可以準(zhǔn)確確定流水線的級數(shù)，從而更精細地理解算法的執(zhí)行流程和性能瓶頸。模式選擇矩陣的確定使得不同的sha-256處理單元和流水線階段能夠被靈活調(diào)度，有助于根據(jù)實時的工作負載動態(tài)調(diào)整處理策略，從而提高整體的處理效率。

56、通過調(diào)度不同的處理單元和流水線階段，可以實現(xiàn)資源的合理分配和負載均衡，避免了某些處理單元或階段的過載，確保了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和高效率。通過添加控制信號，可以精確控制每個sha-256處理單元的啟動和停止，這不僅有助于節(jié)省不必要的能源消耗，還能在需要時快速響應(yīng)外部請求，提高系統(tǒng)的實時性。

57、通過優(yōu)化任務(wù)分配方案，可以確保每個處理單元都能得到合理且均衡的任務(wù)量，避免了任務(wù)堆積或處理單元空閑的情況，從而最大化了整個系統(tǒng)的吞吐量和效率。適應(yīng)度函數(shù)的定義提供了一個客觀且量化的標(biāo)準(zhǔn)來評估每種任務(wù)分配方案的性能，這使得優(yōu)化過程更加有針對性，有助于快速找到最佳的任務(wù)分配策略。通過計算每個粒子的適應(yīng)度并更新其速度和位置，可以逐步逼近最優(yōu)解。這種迭代優(yōu)化的方法不僅提高了搜索效率，還增加了找到全局最優(yōu)解的可能性。