SU1756883A1 - Finite field element multiplier - Google Patents
Finite field element multiplier Download PDFInfo
- Publication number
- SU1756883A1 SU1756883A1 SU904852200A SU4852200A SU1756883A1 SU 1756883 A1 SU1756883 A1 SU 1756883A1 SU 904852200 A SU904852200 A SU 904852200A SU 4852200 A SU4852200 A SU 4852200A SU 1756883 A1 SU1756883 A1 SU 1756883A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- group
- input
- unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к вычислительной технике, выполн ет операцию умножени двух элементов конечных полей за один такт его работы и может быть использовано в кодирующих и декодирующих устройствах двоичных кодов, оперирующих данными как элементами различных конечных полей 2 т п GF(2), образованных различными неприводимыми многочленами, где п - гранична степень m расширени пол GF (2Ш). Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени выполнени им за один такт работы операции умножени элементов произвольных конечных полей GF (2m). Устройство содержит регистры 1-4, блок 5 формировани частичных произведений, дешифратор 6, блок 7 формировани младших коэффициентов, блок 8 формировани старших коэффициентов, блок 9 формировани степеней примитивного элемента, блок 10 выравнивани коэффициентов, блок 11 запрета и блок 12 суммировани . 3 з.п.ф-лы, 9 ил. ч ЁThe invention relates to computing, performs the operation of multiplying two elements of finite fields in one cycle of its operation and can be used in coding and decoding devices of binary codes operating with data as elements of different finite fields 2 m n GF (2) formed by various irreducible polynomials , where n is the boundary degree m of the extension of the field GF (2Sh). The aim of the invention is to expand the functionality of the device by ensuring that it performs the operation of multiplying the elements of arbitrary finite fields GF (2m) in one cycle. The device contains registers 1-4, block 5 of the formation of partial products, decoder 6, block 7 of forming lower coefficients, block 8 of forming higher coefficients, block 9 of forming degrees of primitive element, block 10 of equalizing coefficients, block 11 of the prohibition and block 12 summation. 3 hp ff, 9 ill. h y
Description
8eight
11eleven
пP
ч|h |
ел оate about
00 00 0000 00 00
Изобретение относитс к вычислительной технике, выполн ет операцию умножени двух элементов конечных полей за один такт его работы и может быть использовано в кодирующих и декодирующих устройствах двоичных кодов, оперирующих данными, как элементами различных конечных полейThe invention relates to computing, performs the operation of multiplying two elements of finite fields in one cycle of its operation, and can be used in coding and decoding devices of binary codes operating with data as elements of various finite fields.
2 m п2 m p
GF ( 2), образованных различнымиGF (2) formed by different
неприводимыми многочленами, где п - гранична степень m расширени пол GF (2). Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет обеспечени выполнени операции умножени элементов произвольных конечных полей GF (2m), образованных различными неприводимыми многочленами за один тактirreducible polynomials, where n is the boundary degree m of the extension of the field GF (2). The aim of the invention is to expand the functionality by ensuring the operation of multiplying the elements of arbitrary finite fields GF (2m), formed by various irreducible polynomials in a single cycle.
2 т п2 tons of p
работы (где 2, п - гранична (наибольша ) степень расширени пол GF (2), при которой устройство умножени элементов конечных полей еще выполнит операцию умножени над конечным полем полиномов GF (2n); m - степень расширени пол GF(2), при которой устройство умножени элементов конечных полей выполн ет операцию умножени над полем полиномов GF (2m), m 2,3...n; f(x) fmxm + fm-ixn 1 +...+f0 - неприводимый м ногбчлен, образующий поле CG (2т). works (where 2, n is the boundary (highest) expansion degree of the GF field (2), in which the multiplier of the elements of finite fields still performs the multiplication operation on the finite polynomial GF (2n); m is the expansion degree of the GF (2), with where the multiplier of elements of finite fields performs the operation of multiplying over the field of polynomials GF (2m), m 2,3 ... n; f (x) fmxm + fm-ixn 1 + ... + f0 is an irreducible parabolic term forming the field CG (2t).
На фиг. 1 изображена функциональна схема устройства умножени элементов конечных полей; на фиг. 2 - блок формировани частичных произведений; на фиг. 3 - блок формировани младших коэффициентов; на фиг. 4 - блок1 старших формировани коэффициентов; на фиг. 5 - функциональна схема блока формировани степеней примитивного элемента; на фиг. 6 - блок выравнивани коэффициентов; на фиг. 7 - блок запрета; на фиг, 8 - функциональна схема преобразовател сигналов блока формировани степеней примитивного элемента; на фиг. 9 - функциональна субблока преобразовани сигналовFIG. 1 shows a functional diagram of a device for multiplying elements of finite fields; in fig. 2 is a unit for forming partial products; in fig. 3 - block forming the lowest coefficients; in fig. 4 — block1 of the highest generation coefficients; in fig. 5 is a functional block diagram of the formation of the degrees of the primitive element; in fig. 6 - block alignment factors; in fig. 7 - block prohibition; Fig. 8 is a functional diagram of the converter of the power generating unit of the primitive element; in fig. 9 - functional subblock signal conversion
Устройство умножени элементов конечных полей GF (2П) (фиг. 1) содержит регистры 1-4, блок 5 формировани частичных произведений, дешифратор 6, блок 7 формировани младших коэффициентов, блок 8 формировани старших коэффициентов, блок 9 формировани степеней примитивного элемента, блок 10 выравнивани коэффициентов , блок 11 запрета и блок 12 суммировани .,The device for multiplying the elements of the final fields GF (2P) (Fig. 1) contains registers 1-4, block 5 of forming partial works, decoder 6, block 7 of forming lower coefficients, block 8 of forming higher coefficients, block 9 of forming degrees of primitive element, block 10 the alignment of coefficients, block 11 prohibition and block 12 summation.,
Блок 5 формировани частичных произведений (фиг. 2) содержит п2 элементов И 13, образующих п групп 14 по п элементов И 13 кажда .Block 5 of the formation of partial works (Fig. 2) contains n2 elements And 13, forming n groups 14 according to n elements And 13 each.
Блок 7 формировани младших коэффициентов (фиг. 3) содержит п-1 многовходо- вые сумматоры 15 по модулю два. блок 8 формировани старших коэффициентовThe unit of formation of lower coefficients (Fig. 3) contains n − 1 multiple input adders 15 modulo two. unit of formation of the highest coefficients
(фиг. 4)- п-2 многовходовых сумматоров 16 по модулю два.(Fig. 4) - p-2 multiple input adders 16 modulo two.
Блок 9 (фиг, 5) содержит источник 17 сигнала высокого уровн и п-2 преобразователей 18 сигналов.Block 9 (FIG. 5) contains a high-level signal source 17 and p-2 signal converters 18.
Блок 10 выравнивани коэффициентовBlock 10 alignment factors
(фиг. 6) содержит п (п+1)/2) элементов И 19 и (п-1) элементов ИЛИ 20 с числами входов, равными числам di n-l+1, где I - номер элемента 20 ИЛИ в блоке 10, I 1,2...п-1.(Fig. 6) contains n (n + 1) / 2) elements And 19 and (n-1) elements OR 20 with numbers of inputs equal to the numbers di n-l + 1, where I is the number of the element 20 OR in block 10 , I 1,2 ... p-1.
Блок 11 запрета (фиг. 7) содержит (п-1) субблоков 21 запрета и многовходовых сумматоров 22 по модулю два, преобразователь 18сигналов(фиг.8)блока9- п-1 ключей 23и п-1 субблоков 24 преобразовани .The prohibition block 11 (Fig. 7) contains (p-1) prohibition sub-blocks 21 and multiple-input adders 22 modulo two, an 18-signal converter (Fig. 8) of the block 9-n-1 of the keys 23 and p-1 of the conversion subunits 24.
Субблок 24 преобразовани (фиг, 9) содержит демультиплексор 25, сумматор 26 по модулю два и мультиплексор 27.A conversion subunit 24 (FIG. 9) contains a demultiplexer 25, an adder 26 modulo two, and a multiplexer 27.
Принцип работы устройства умножени элементов конечных полей (фиг. 1) базируетс на следующих математических зависимост х .The principle of operation of the device for multiplying elements of finite fields (Fig. 1) is based on the following mathematical relationships.
Если а(х) am-ixm 1 + ...aix + а0 и Ь(х) bm-ixm + ...bix + bo первый и второй элементы пол полиномов GF (2) образованногоIf a (x) am-ixm 1 + ... aix + a0 and b (x) bm-ixm + ... bix + bo the first and second elements of the polynomials GF (2) formed
неприводимым многочленом f(x) fmxm + 4-fm-i xm 1 + ... fix + f0 при a x, где ai, bi, fi GF (2), a- примитивный элемент пол GF (2m) и x - фиктивна переменна , использующа с дл записи элементов пол GF(2 )by an irreducible polynomial f (x) fmxm + 4-fm-i xm 1 + ... fix + f0 with ax, where ai, bi, fi GF (2), a is a primitive element of the field GF (2m) and x is fictitious using to write field elements GF (2)
в форме полиномов, то произведение с(х) первого и второго элементов пол GF (2m) вычисл етс по формуле:in the form of polynomials, the product c (x) of the first and second elements of the field GF (2m) is calculated by the formula:
b(x modHxHa 1.(xm-ft.., b (x modHxHa 1. (xm-ft ..,
v го-. L v , L .1 г г.лv go- L v, L .1 g.
-П(ЛТ .. т -P (lt .. t
2(,2 (,
-(Л Sapbl- (L Sapbl
ьГо go
- ,2(w«),-, 2 (w «),
V./ V. J w V iV MILAyy jA.I, V. / V. J w V iV MILAyy jA.I,
k,xw-(T... + + b0) k, xw- (T ... + + b0)
/2(rn-(),../ 2 (rn - (), ..
2(Z4bJx mo №l T o 2 (Z4bJx mo №l T o
tn- ,, ,2ta },..tn- ,, 2ta}, ..
S 2.a,i,)v+z 2 АИ«S 2.a, i,) v + z 2 AI "
vp+ i j-№xp+(j vp + i j-№xp + (j
m-i, 2(«-0mi, 2 (“- 0
«HW-Zz.vjxvz: s.apb,c(."HW-Zz.vjxvz: s.apb, c (.
v oVp+(;i г г r v oVp + (; i g r
Введем обозначени :We introduce the notation:
55 ki apbq, где I 0,1,2,...m-1. - младP + q i шие коэффициенты произведени ;55 ki apbq, where I 0,1,2, ... m-1. - youngP + qi are the highest product coefficients;
kj X apbq, где j m, m+1,...2(m-1), p +q Jkj X apbq, where j m, m + 1, ... 2 (m-1), p + q J
старшие коэффициенты произведени . Тогдаhigher product coefficients. Then
m - 1 2 (m - 1)m - 1 2 (m - 1)
c(x) 2 kix + 2 J « cm-ix1™-)-...c (x) 2 kix + 2 J "cm-ix1 ™ -) -...
I 0j mI 0j m
... + C1X + Co.... + C1X + Co.
В регистрах 1-3 осуществл етс прием, хранение и выдача коэффициентов ai, bi, fi соответственно. В регистре 4 осуществл етс прием, хранение и выдача двоичного представлени числа m (степени расширени пол полиномов GF (2m), над которым осуществл етс операци умножени ).Registers 1-3 receive, store and issue the coefficients ai, bi, fi, respectively. In register 4, the binary representation of the number m (the degree of expansion of the polynomials GF (2m), on which the multiplication is carried out) is received, stored and issued.
В блоке 5 осуществл етс попарное умножение ар bq над полем GF (2) всех коэффициентов первого и второго сомножителей соответственно.In block 5, pairwise multiplication of ar bq is performed over the field GF (2) of all coefficients of the first and second factors, respectively.
В дешифраторе 6 осуществл етс формирование сигнала высокого уровн на т- ом выходе соответствующему двоичному представлению числа т.In the decoder 6, a high level signal is produced at the mth output to the corresponding binary representation of the number m.
В блоках 7 и 8 осуществл етс формирование сигналов, соответствующих ki и старшим kj коэффициентам произведени .In blocks 7 and 8, signals are generated that correspond to ki and higher kj product coefficients.
В блоке 9 осуществл етс формирование на его выходах сигналов, соответствующих степен м примитивного элемента пол In block 9, signals are formed at its outputs corresponding to the powers of the primitive field element
d.d.
В блоке 10 осуществл етс формирование на его выходах сигналов, соответствующих сигналам на его первой группе входов, смещенных на n-m выходов в сторону выходов с меньшими номерами.In block 10, signals are generated at its outputs that correspond to signals in its first group of inputs shifted by n-m outputs towards the outputs with lower numbers.
В блоке 11 запрета осуществл етс формирование на его выходах сигналов, со2 (т-1) In block 11 of the prohibition, signals are generated at its outputs, Co2 (T-1)
ответствующих сумме 2 B блоке 12corresponding to the sum of 2 B block 12
j mj m
осуществл етс формирование на его выходах сигналов, соответствующих коэффициентам ct произведени .the formation at its outputs of signals corresponding to the coefficients ct of the product is carried out.
При описании принципа действи устройства умножени элементов конечных полей (фиг. 1) необходимо учитывать, что высокий уровень сигнала на входе или выходе функционального элемента или устройства определ ет истинное значение величины, а низкий уровень - ложное.When describing the principle of operation of a device for multiplying elements of finite fields (Fig. 1), it is necessary to take into account that the high level of the signal at the input or output of a functional element or device determines the true value of the value, and a low level determines the false value.
Кроме того, единице в двоичном представлении какого-либо числа соответствует сигнал высокого уровн на соответствующем входе или выходе, а нулю - низкого уровн и наоборот, сигнал высокого уровн на каком-либо входе или выходе соответствует единице в двоичном представлении соответствующего числа, а низкого уровн нулю.In addition, the unit in the binary representation of a number corresponds to a high-level signal at the corresponding input or output, and zero to a low level and vice versa, a high-level signal at any input or output corresponds to one in the binary representation of the corresponding number, and a low level to zero.
Устройство дл умножени элементов конечных полей работает следующим обра 5 зом.A device for multiplying elements of finite fields works as follows.
Процедура 1.Procedure 1.
В исходном состо нии устройства на его входы коэффициентов первого и второго сомножителей, на входы коэффициентов не- 10 приводимого многочлена и на входы степени m расширени пол , а значит на информационные входы регистров 1-4 подаютс сигналы низких уровней. Кроме того, регистры 1-4 сброшены в нулевое сбсто - 5 ние посредством подачи импульсных сигналов высоких уровней на первый и второй входы сброса устройства, после чего на первый и второй входы сброса устройства подаютс сигналы низких уровней, 0 При этом на выходах всех регистров 1-4 сформированы сигналы низких уровней, а значит, сигналы низких уровней сформированы также на всех выходах первой и второй групп выходов блока 5 формировани час- 5 тичных произведений на выходах блоков 7, 10 и 11, что, в свою очередь, приводит к формированию сигналов низких уровней на выходах устройства коэффициентов результата . 0 Процедура 2.In the initial state of the device, the inputs of the coefficients of the first and second factors, the inputs of the coefficients of the non-reducible polynomial and the inputs of the degree m of the expansion field, and thus the information inputs of the registers 1-4, are low-level signals. In addition, registers 1-4 are reset to zero-zero by applying high-level impulse signals to the first and second inputs of the device reset, then low-level signals are sent to the first and second inputs of the device reset, 0 At the outputs of all registers 1 -4 signals of low levels are formed, and therefore, signals of low levels are also formed at all outputs of the first and second groups of outputs of block 5 of the formation of partial works at the outputs of blocks 7, 10 and 11, which, in turn, leads to the formation of signals neither zky levels at the outputs of the device of the coefficients of the result. 0 Procedure 2.
Перед началом работы устройство ум ножени элементов конечных полей настра- ивэетс на поле GF (2m), элементы которогоBefore starting the device, the device of elements of finite fields is set up on the field GF (2m), whose elements
устройство будет умножать. 5 Така настройка производитс путем подачи импульсного сигнала на второй вход сброса устройства, а затем подачи на каждый 1-й вход устройства (I 1.2п-1) коэффициентов неприводимого многочлена 0 импульсного сигнала, соответствующий коэффициенту f|, а на входы устройства степени m расширени пол - импульсных сигналов, соответствующих двоичному представлению числа т, причем j-й вход 0 the device will multiply. 5 This setting is performed by applying a pulse signal to the second input of the device, and then feeding to each 1st device input (I 1.2p-1) the coefficients of the irreducible polynomial 0 of the pulse signal corresponding to the coefficient f |, and to the inputs of the device of degree m the field - the pulse signals corresponding to the binary representation of the number m, with the j-th input 0
5 1,( +1) ) соответствует j-му5 1, (+1)) corresponds to the j-th
разр ду двоичного представлени числа т. При этом на том i-ом выходе регистра 3 и на том j-ом выходе регистра 4, дл которых fi и j-ый разр д двоичного представлени 0 числа m равны единице, формируютс сигналы высокого уровн соответственно.bit of the binary representation of the number m. In addition, on the i-th output of register 3 and on the j-th output of register 4, for which fi and j-th bit of the binary representation 0 of the number m are equal to one, high-level signals are formed, respectively.
Значит, на m-ом выходе дешифратора 6, на m-ом входе второй группы входов блока 10 и на (т-1)-ом входе (при т 1) второй 5 группы входов блока 9 формируетс сигнал высокого уровн , На выходах блока 9, а значит на второй группе входов блока 11 формируютс сигналы, завис щие от сигналов на первой и второй группах входов блока 9Hence, at the m-th output of the decoder 6, at the m-th input of the second group of inputs of block 10 and at the (t-1) -th input (with m 1) of the second 5 groups of inputs of block 9, a high level signal is generated. At the outputs of block 9 and, therefore, signals are formed on the second group of inputs of block 11, depending on the signals on the first and second groups of inputs of block 9
ачхриachhri
в соответствии с принципом действи блока 9.in accordance with the principle of operation of block 9.
Процедура 3.Procedure 3.
Дл выполнени умножени элементовTo perform the multiplication of elements
m -1m -1
конечного пол GF (2m) а(х) Јof the final floor GF (2m) a (x) Ј
т -1t -1
Ь(х) 2/ bqxq необходимо на каждыйB (x) 2 / bqxq necessary for each
(п-т-И+р)-й вход устройства коэффициентов первого сомножител и на каждый (q-M)-tf вход устройства коэффициентов второго сомножител подать импульсные сигналы, соответствующие коэффициентам ар и bq соответственно, а на остальные входы устройства - подать сигналы низких уровней. При этом, на (п-т+1+р)-тых выходах регистра 1 и (д+1)-тых выходах регистра 2, дл которых ар и bq равны единице, сформируютс сигналы высоких уровней соответственно .(pn-And + p) -th input of the device of the coefficients of the first factor and for each (qM) -tf input of the device of the coefficients of the second factor send pulsed signals corresponding to the coefficients ap and bq, respectively, and to the other inputs of the device to give signals of low levels . At the same time, at (n-m + 1 + p) -th outputs of register 1 and (g + 1) -th outputs of register 2, for which ap and bq are equal to one, high-level signals are formed, respectively.
Дальше на выходах блоков 5,7,8,10,11 и 12 формируютс сигналы, соответствующие логике их работы.Further, at the outputs of blocks 5, 7, 8, 10, 11 and 12, signals are formed that correspond to the logic of their operation.
Процедура 4.Procedure 4.
Дл выполнени устройством операции умножени элементов того же пол GF (2m), на которые устройство настроено, необходимо сначала сбросить в нулевое состо ние регистры 1 и 2 путем подачи импульсных сигналов на первый вход сброса устройства, а затем выполнить процедуру 3.In order for the device to perform the operation of multiplying the elements of the same GF field (2m) to which the device is configured, you must first reset registers 1 and 2 to the zero state by applying pulse signals to the device’s first reset input, and then performing procedure 3.
Процедура 5.Procedure 5.
Дл выполнени устройством операции умножени элементов другого пол , отличного от пол , над которым устройство выполн ло операции умножени ранее, необходимо выполнить процедуры 2 и 3.In order for the device to perform the operation of multiplying the elements of another field, other than the field on which the device performed the operations of multiplication, it is necessary to perform procedures 2 and 3.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904852200A SU1756883A1 (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Finite field element multiplier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904852200A SU1756883A1 (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Finite field element multiplier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1756883A1 true SU1756883A1 (en) | 1992-08-23 |
Family
ID=21528145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904852200A SU1756883A1 (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Finite field element multiplier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1756883A1 (en) |
-
1990
- 1990-07-17 SU SU904852200A patent/SU1756883A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1061134,кл. G 06 F 7/49, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1013950. кл. G 06 F 7/52, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU625552B2 (en) | Finite field multiplication | |
JPH04326229A (en) | Multiple amplitude sample generator and method thereof | |
SU1756883A1 (en) | Finite field element multiplier | |
SU1667059A2 (en) | Device for multiplying two numbers | |
RU2553057C1 (en) | Device to generate systems of double derivative non-linear recurrent sequences | |
EP0431416A2 (en) | Apparatus and method for accessing a cyclic redundancy error check code generated in parallel | |
RU2626331C1 (en) | Device for formation of systems of double derivatives of code discrete-frequency signals | |
SU1686457A1 (en) | The unit for multiplication of polynomials over fields gf(@@@) | |
SU1746374A1 (en) | Basic function consistent system generator | |
RU2798746C1 (en) | Computing device | |
RU2797163C1 (en) | Pipeline calculator | |
SU1647871A1 (en) | Threshold gate | |
SU1292005A1 (en) | Device for implementing fast transforms in digital orthogonal function bases | |
SU826335A1 (en) | Binary-coded decimal fraction-to-binary fraction converter | |
SU1709302A1 (en) | Device for performing operations on finite field members | |
RU2020759C1 (en) | Device for forming remainder for random module of number | |
RU2007037C1 (en) | Recurrent generator of remainders of arbitrary modulo | |
SU960804A1 (en) | Multiplication device | |
SU934469A1 (en) | Device for computing logarithmic functions | |
SU805307A1 (en) | Multiplying-shifting device | |
SU1635193A1 (en) | Device for computations in the galois gf(2) field | |
RU2007035C1 (en) | Device for generation of indexes of members of multiplicative groups of galois fields gf(p) | |
SU1728858A1 (en) | Device for multiplying members of finite field gf(2@@@) at m@@@3 | |
SU1598200A1 (en) | Device for digital shaping of amplitude-phase modulated signals | |
SU1746373A1 (en) | Function system generator |