密码算法已经渗透到了人类生活的方方面面,提供着数据加密、消息鉴别、认证以及密钥管理等功能,是当前网络与信息安全中重要的组成部分。在众多密码算法实现方式中多核密码So C(System on Chip)因其兼具灵活性和高性能的特点越来越广泛地应用在安全芯片中,但其性能是由存储、通信、计算三者共同决定,核心缓存分配的不合理、通信速度不足、任务调度失衡都可能会导致So C性能的下降。因此本文以多核密码So C中密码任务的高速处理为目标,在分析了多核密码So C结构和密码任务特征的基础上,重点从缓存的动态分配、高性能DMA传输、密码任务调度算法三个方面研究限制多核密码So C中密码任务高速处理的因素以及解决方案,主要工作如下:1.提出了一种在FIFO粒度上基于链表结构的动态虚拟通道控制器。针对缓存分配不合理导致的数据流阻塞和密码任务处理性能下降的问题,在建立缓存分配管理模型的基础上,提出了一种基于链表结构的动态虚拟通道控制器,使用输入输出控制器维护各个虚拟通道的链表信息,根据各个单核不同存储需求进行缓存资源分配,完成了对缓存资源的统一管理,减少了数据流阻塞情况,并降低了任务分配延时和任务调度限制,极大提高了缓存资源利用率。在相等的缓存容量下虚拟通道控制器能将最大通道数和通道深度分别增加4倍。本文为分析不同设计参数对动态虚拟通道控制器性能的影响,在不同的数据输入速度、任务种类、数据输入粒度下对动态虚拟通道和静态缓存分配进行对比分析。2.提出了一种支持全双工数据传输的多通道DMA控制器。针对多核密码So C中通信速度不足可能导致密码So C性能下降的问题,在建立DMA传输速度模型的基础上,提出一种支持全双工数据传输的多通道DMA控制器,设计中使用专用接口和总线实现对特定模块的并行读写,同时根据密码任务周期性特点为DMA传输添加了循环传输模式,通过减少CPU的控制工作提高DMA传输效率和带宽利用率,并且设计了DMA各通道的优先级根据请求自适应变化的优先级仲裁电路,进一步降低了CPU的控制工作量,并提高了总线带宽利用率和传输速度。由实验可知,本文DMA设计将协处理器利用率平均值由25%上升至54%,最后从硬件设计、工作模式、仲裁策略、系统性能提升等方面与前人设计进行比较分析。3.提出了一种的面向密码任务流的动态表调度算法。针对多核密码协处理器中的密码任务调度速度慢、资源利用率低的问题,分析了密码任务的并行性、依赖性、随机性特征以及任务调度的实时性需求,建立了一个具有截止时间约束和依赖性约束的密码任务调度模型,在此基础上提出一种基于任务插入的动态调度算法,充分利用任务的历史信息将无依赖性任务分配至可能存在空闲情况的单核中,通过提高单核利用率进一步提高了密码So C的性能。本文最后在密码任务调度仿真平台上将该算法与EDF算法从任务调度成功率和执行时间等方面进行了对比分析,同时分析了任务量、任务种类、核心数对该算法性能的影响。本文基于密码任务特征以及多核密码So C平台的结构特征,设计了面向多核密码So C的动态虚拟通道控制器、多通道DMA控制器和动态调度算法。实验结果表明了上述调度控制结构与算法的可行性和有效性,能够较好解决当前多核密码So C中遇到的缓存管理、快速通信、任务调度问题,实现了多核密码So C中密码任务处理性能的提升。