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论文报告了博士后期间进行的两方面研究工作:一、40G SDH(STM-256)光纤通信设备与系统关键ASIC开发;二、高强度加密引擎研究.第一方面的工作属于通信专用集成电路开发领域,研究任务来源于两项国家任务:国家"十五"科技攻关计划课题"40G SDH(STM-256)光纤通信设备与系统关键ASIC开发"(课题任务书编号:2002BA106B06,课题经费240万元);国家高技术研究发展计划(863计划)课题"宽带电路交换核心芯片开发"(课题编号:2003AA1Z1190,课题经费360万元).第二方面的工作属于信息安全领域,研究任务来源于信息产业部信息产业科研试制(民品)计划项目"高性能密码芯片及密码算法IP核实现技术研究"(项目编号:2002XK61 0040,项目经费1 00万元).论文重点介绍第一方面的工作,即数字交叉连接芯片(宽带电路交换核心芯片)的设计开发工作.两项国家任务要求开发出可实现64路2.5Gbps入、64路2.5Gbps出无阻塞宽带电路交换芯片.采用单级多片结构支持容量从160Gbit/s(1个芯片)到1.28Tbit/s(8个芯片)的交换,采用多级结构可以支持超过10Tbit/s容量的交换.芯片采用时间-空间-时间(Time-Space-Time TST)结构实现3072路VC3/VC4之间的无阻塞交换(含SOH生成).芯片需要实现2.5G SDH信号到VC3/VC4的解复用和64路2.5G SDH信号的复用.论文的第二到第五章详细介绍了芯片的功能定义、指标确定,芯片的总体方案设计和成帧器、指针解释性能监测两个具体电路模块的设计实现.论文的第二章根据40G SDH(STM-256)光纤通信设备与系统的总体方案,制订了目标芯片的技术规范,重点确定了系统中芯片与外围电路的功能、电路接口.论文的第三章进行了数字交叉连接芯片的总体方案设计.第四章和第五章介绍了本人完成的两个具体电路模块的设计工作.第五章讨论了指针解释和性能监测(PIPM)电路的设计实现.论文的第六、七两章报告了博士后研究期间第二方面的工作,即在高性能加解密芯片的研究开发.论文讨论了公钥密码体制中两种最重要的加密算法——RSA算法和ECC算法的实现问题.提出了以加密协处理器来实现加解密中最核心运算的思想.第六章讨论了基于GF(2n)的ECC协处理器芯片的设计与实现.第七章对实现RSA算法和整数域上的ECC算法的核心部件长整数运算器的体系结构进行了研究.最后,作为总结第八章给出了本文的主要结论.