FPGA ile RISC-V tabanlı 32-bit kripto işlemci tasarımı
RISC-V based 32-bit crypto processor design with FPGA
- Tez No: 886009
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CAN BÜLENT FİDAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayar mimarisi, Sayısal elektronik, Computer architecture, Digital electronic
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde veri güvenliği git gide önem kazanmaktadır. Bundan dolayı, güvenli bilgi iletimi ve kullanımı için özel işlemcilerin tasarımı çok önemli olmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada, FPGA ile RISC-V tabanlı 32-bit kripto işlemci tasarımına odaklanılmıştır. İşlemci en uygun şekilde optimize edilmeye çalışılmıştır. İşlemcinin ana özellikleri arasında, Two-Way Associative veri önbelleği ile Direct-Mapped Cache buyruk önbelleği bulunmaktadır. İşlemcimiz bilgi güvenliği gerektiren uygulamalarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Veriler arasında şifreleme yapmak için önbellek ve ana hafıza arasına 8-bitlik S-box'lar yerleştirilmiştir. Bu S-box'larda, ana hafızadan gelen şifreli veriler çözülerek işlemci çekirdeğinin anlayacağı dile dönüştürülüp işlenmesi için çekirdeğe gönderilmektedir. RISCOF ortamından geçerek bütün buyrukların doğru çalıştığı ispatlanmıştır. İşlemciye, UART, SPI ve PWM gibi çevre birimleri eklenmiştir. Bu çevre birimlerinin herhangi bir haberleşme ve sinyal üretimi sırasında faydalı olacağı düşünülmektedir. Tasarlanan işlemci, herhangi bir elektronik sistemle veya bilgisayarla haberleşebilmesi için SPI ve UART protokolleri ile desteklenmiştir. Motor kontrolü gibi uygulamalarda kullanmak üzere PWM modülü de işlemcimize eklenmiştir.
Özet (Çeviri)
Today, data security is becoming increasingly important. Therefore, the design of specialized processors for secure information transmission and use is very important. Therefore, this study focuses on the design of a RISC-V based 32-bit crypto processor with FPGA. The processor is optimized in an optimal way. The main features of the processor include Two-Way Associative data cache and Direct-Mapped Cache instruction cache. Our processor is designed to be used in applications that require information security. To encrypt data, 8-bit S-boxes are placed between the cache and main memory. In these S-boxes, encrypted data from the main memory is decrypted and converted into a language that the processor core understands and sent to the core for processing. All commands have been proven to work correctly by passing through the RISCOF environment. Peripherals such as UART, SPI and PWM were added to the processor. It is thought that these peripherals will be useful during any communication and signal generation. The designed processor is supported with SPI and UART protocols to communicate with any electronic system or computer. PWM module has also been added to our processor to be used in applications such as motor control.
Benzer Tezler
- Rısc-v komut kümesi mimarisi tabanlı 32-bit mikroişlemci tasarımı ve özelleştirilmesi
Design and customization of a risc-v instruction set architecture based 32-bit microprocessor
İLHAN DAŞDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTarsus ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR ÇİÇEK
- Designing custom rısc-V based socs: from ıntegration to ısa optimization
Özel risc-V tabanli soc tasarimi: entegrasyondan isa optimizasyonuna
AMER MOHAMMAD NAYEF DYAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. HASAN FATİH UĞURDAĞ
- An FPGA implementation of a RISC-V based SOC system with custom instruction set for image processing applications
Görüntü işleme uygulamaları için özel komut setine sahip RISC-V tabanlı bir SOC sısteminin FPGA gerçeklemesi
ERFAN GHOLIZADEHAZARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- RISC-V based accelerator for depthwise separable convolutions in edge artificial intelligence applications
Uç yapay zeka uygulamalarında derinlemesine ayrılabilir evrişimler için RISC-V tabanlı hızlandırıcı
MUHAMMED YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR GÜDÜKBAY
PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- Bloom filtre tabanlı bellek uygulamaları ile gömülü sistemlerde ve işlemcilerde etkinleştirilmiş Truva atının belirlenmesi
Detecting an activated Trojan horse in embedded systems and processors with Bloom filter-based memory applications
ALPEREN BOLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ ERGİN