31、ASIC硬件性能分析与候选密码实现

ASIC硬件性能分析与候选密码实现

在当代消费电子领域，经济因素对设计有着至关重要的影响，这使得设计师们格外关注设计效率。随着用户对功能丰富的手持电池供电信息通信技术（ICT）设备的需求不断增长，低资源设计变得愈发重要。通常，一个系统会有明确的及时性或吞吐量要求，设计师需要在设计成本、设备成本（与设计占用面积成正比）和能耗（电池续航）等方面进行权衡，以满足这些要求。

1. 硬件性能指标

对于任何数字设计，功率、面积和时间是最基本的性能指标。从这些基本指标可以衍生出许多其他指标，如吞吐量与面积比等，具体使用哪些衍生指标取决于应用场景。为了便于说明，这里选取了两个具有代表性的应用：运行速度为10Mbps的无线局域网和时钟频率为100kHz的射频识别设备（RFID）。

1.1 基本指标

• 工艺（Process） ：指所使用的制造技术，其名称通常表明了最小特征尺寸、库使用情况和门电路结构，例如0.13µm标准单元CMOS。
• 接口（Interface） ：设计通常是更大系统的一部分，因此需要与其他设计进行连接（片上或片外）。本文中的所有设计都采用带握手的同步接口，并假设为片上通信。接口的区别主要在于总线宽度，因此结果中包含了I/O的总线宽度（以位为单位）。
• 面积（Area） ：指核心设计所使用的硅片面积（不包括电源环和I/O单元）。对于特定工艺，该结果通常以µm²表示。更通用的、与工艺无关的面积表示方法是计算总区域的门等效（GE），即总面积除以最低功耗的两输入与非门的面积。