Enable bls12-381 point multiplication using the miller loop of the
pairing engine instead of a dedicated unit to save area on the FPGA. Updated the bls12-381 testbench.
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bsdevlin
parent
11bde6e1a8
commit
d437d3a165
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@ -40,12 +40,14 @@ module bls12_381_pairing
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)(
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input i_clk, i_rst,
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// Inputs
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input i_val,
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output logic o_rdy,
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input G1_FP_AF_TYPE i_g1_af,
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||||
input G2_FP_AF_TYPE i_g2_af,
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||||
input i_val,
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||||
input i_mode, // 0 == ate pairing, 1 == only point multiplication
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||||
input FE_TYPE i_key, // Input key when in mode == 1
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||||
output logic o_rdy,
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||||
input G1_FP_AF_TYPE i_g1_af,
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||||
input G2_FP_AF_TYPE i_g2_af,
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||||
if_axi_stream.source o_fe12_if,
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||||
output G2_FP_JB_TYPE o_pt_jb,
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||||
if_axi_stream.source o_p_jb_if, // Output point if we did a point multiplication
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// Interface to FE_TYPE multiplier (mod P)
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if_axi_stream.source o_mul_fe_if,
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||||
if_axi_stream.sink i_mul_fe_if,
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@ -92,7 +94,7 @@ if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) final_exp_fe12_o
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logic dbl_i_val, dbl_o_rdy;
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||||
logic add_i_val, add_o_rdy;
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logic wait_dbl, wait_add;
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logic wait_dbl, wait_add, stage_done;
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||||
G1_FP_AF_TYPE g1_af_i;
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||||
G2_FP_JB_TYPE g2_r_jb_i, add_g2_o, dbl_g2_o;
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@ -101,29 +103,26 @@ G2_FP_AF_TYPE g2_af_i;
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|||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) add_f12_o_if (i_clk);
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||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) dbl_f12_o_if (i_clk);
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||||
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logic [$clog2(ATE_X_START)-1:0] ate_loop_cnt;
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logic [$clog2($bits(FE_TYPE))-1:0] ate_loop_cnt;
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logic [1:0] miller_mult_cnt;
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||||
enum {IDLE, POINT_MULT, MILLER_LOOP, FINAL_EXP} pair_state;
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||||
enum {IDLE, POINT_MULT_DBL, POINT_MULT_ADD, POINT_MULT_DONE, MILLER_LOOP, FINAL_EXP} pair_state;
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||||
FE12_TYPE f;
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logic f_val;
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logic [3:0] out_cnt;
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logic point_mul_mode;
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logic point_mul_mode, found_one;
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||||
FE_TYPE key;
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logic [$bits(FE_TYPE)/32-1:0] key_zero;
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||||
always_comb begin
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||||
dbl_f12_o_if.rdy = f_val && (~mul_fe12_o_if[0].val || (mul_fe12_o_if[0].val && mul_fe12_o_if[0].rdy)) && ((out_cnt/2 == 0) || (out_cnt/2 == 1) || (out_cnt/2 == 4)); // As this is a sparse f12 using full f12_mul
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||||
add_f12_o_if.rdy = f_val && (~mul_fe12_o_if[0].val || (mul_fe12_o_if[0].val && mul_fe12_o_if[0].rdy)) && ((out_cnt/2 == 0) || (out_cnt/2 == 1) || (out_cnt/2 == 4)); // As this is a sparse f12 using full f12_mul
|
||||
dbl_f12_o_if.rdy = pair_state == POINT_MULT_DBL || (f_val && (~mul_fe12_o_if[0].val || (mul_fe12_o_if[0].val && mul_fe12_o_if[0].rdy)) && ((out_cnt/2 == 0) || (out_cnt/2 == 1) || (out_cnt/2 == 4))); // As this is a sparse f12 using full f12_mul
|
||||
add_f12_o_if.rdy = pair_state == POINT_MULT_ADD || (f_val && (~mul_fe12_o_if[0].val || (mul_fe12_o_if[0].val && mul_fe12_o_if[0].rdy)) && ((out_cnt/2 == 0) || (out_cnt/2 == 1) || (out_cnt/2 == 4))); // As this is a sparse f12 using full f12_mul
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||||
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||||
final_exp_fe12_o_if.dat = f[0][0][0];
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||||
final_exp_fe12_o_if.err = 0;
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||||
final_exp_fe12_o_if.ctl = 0;
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||||
final_exp_fe12_o_if.mod = 0;
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||||
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||||
o_pt_jb = g2_r_jb_i;
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||||
end
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||||
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||||
always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
||||
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@ -150,7 +149,10 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
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|||
point_mul_mode <= 0;
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||||
key <= 0;
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||||
key_zero <= 0;
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||||
found_one <= 0;
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||||
stage_done <= 0;
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||||
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||||
o_p_jb_if.reset_source();
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||||
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||||
end else begin
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||||
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@ -167,8 +169,7 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
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||||
case(pair_state)
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||||
IDLE: begin
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||||
ate_loop_cnt <= ATE_X_START-1;
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||||
//for (int i = 0key <= ATE_X;
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||||
ate_loop_cnt <= i_mode == 0 ? ATE_X_START-1 : $bits(FE_TYPE)-1;
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||||
f <= FE12_one;
|
||||
add_i_val <= 0;
|
||||
dbl_i_val <= 0;
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||||
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|
@ -178,9 +179,12 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
f_val <= 0;
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||||
o_rdy <= 1;
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||||
miller_mult_cnt <= 0;
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||||
found_one <= 0;
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||||
stage_done <= 0;
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||||
if (i_val && o_rdy) begin
|
||||
pair_state <= MILLER_LOOP;
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||||
point_mul_mode <= 0;
|
||||
pair_state <= i_mode == 0 ? MILLER_LOOP : POINT_MULT_DBL;
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||||
key <= i_key;
|
||||
point_mul_mode <= i_mode;
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||||
o_rdy <= 0;
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||||
|
||||
g1_af_i <= i_g1_af;
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||||
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@ -200,7 +204,6 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
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||||
if (wait_dbl && dbl_f12_o_if.val && dbl_f12_o_if.sop && dbl_f12_o_if.rdy) begin
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||||
g2_r_jb_i <= dbl_g2_o;
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||||
// key[0] == 1?
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||||
if (~wait_add && ATE_X[ate_loop_cnt] == 1) begin
|
||||
add_i_val <= 1;
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||||
wait_add <= 1;
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||||
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@ -243,7 +246,6 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
f_val <= 0;
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||||
out_cnt <= 0;
|
||||
miller_mult_cnt <= ATE_X[ate_loop_cnt] == 0 ? 3 : 2;
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||||
//key[0] == 0 ?
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
|
@ -278,10 +280,6 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
f_val <= 0;
|
||||
wait_add <= 0;
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||||
miller_mult_cnt <= 0;
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||||
key <= key >> 1;
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||||
if (&key_zero) begin
|
||||
|
||||
end
|
||||
ate_loop_cnt <= ate_loop_cnt - 1;
|
||||
if (ate_loop_cnt == 0) begin
|
||||
pair_state <= FINAL_EXP;
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||||
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|
@ -303,6 +301,65 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
POINT_MULT_DBL: begin
|
||||
if(found_one == 0) begin
|
||||
key <= key << 1;
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||||
ate_loop_cnt <= ate_loop_cnt - 1;
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||||
found_one = key[$bits(FE_TYPE)-1];
|
||||
end else begin
|
||||
if (~wait_dbl) begin
|
||||
wait_dbl <= 1;
|
||||
dbl_i_val <= 1;
|
||||
end
|
||||
if (dbl_f12_o_if.val) begin
|
||||
wait_dbl <= 0;
|
||||
dbl_i_val <= 0;
|
||||
g2_r_jb_i <= dbl_g2_o;
|
||||
if (key[$bits(FE_TYPE)-1] == 1) begin
|
||||
pair_state <= POINT_MULT_ADD;
|
||||
end else if (ate_loop_cnt == 0) begin
|
||||
pair_state <= POINT_MULT_DONE;
|
||||
end else begin
|
||||
ate_loop_cnt <= ate_loop_cnt - 1;
|
||||
key <= key << 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
POINT_MULT_ADD: begin
|
||||
if (~wait_add) begin
|
||||
wait_add <= 1;
|
||||
add_i_val <= 1;
|
||||
end
|
||||
if (add_f12_o_if.val) begin
|
||||
wait_add <= 0;
|
||||
add_i_val <= 0;
|
||||
g2_r_jb_i <= add_g2_o;
|
||||
if (ate_loop_cnt == 0) begin
|
||||
pair_state <= POINT_MULT_DONE;
|
||||
end else begin
|
||||
ate_loop_cnt <= ate_loop_cnt - 1;
|
||||
key <= key << 1;
|
||||
pair_state <= POINT_MULT_DBL;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
POINT_MULT_DONE: begin
|
||||
if (~o_p_jb_if.val || (o_p_jb_if.val && o_p_jb_if.rdy)) begin
|
||||
o_p_jb_if.val <= 1;
|
||||
o_p_jb_if.sop <= out_cnt == 0;
|
||||
o_p_jb_if.eop <= out_cnt == 5;
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||||
o_p_jb_if.dat <= g2_r_jb_i;
|
||||
|
||||
out_cnt <= out_cnt + 1;
|
||||
g2_r_jb_i <= g2_r_jb_i >> $bits(FE_TYPE);
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||||
if (o_p_jb_if.val && o_p_jb_if.rdy && o_p_jb_if.eop) begin
|
||||
pair_state <= IDLE;
|
||||
out_cnt <= 0;
|
||||
o_p_jb_if.val <= 0;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
|
||||
end
|
||||
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@ -36,7 +36,10 @@ module bls12_381_pairing_wrapper
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output logic o_rdy,
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||||
input G1_FP_AF_TYPE i_g1_af, // G1 input point
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||||
input G2_FP_AF_TYPE i_g2_af, // G2 input point
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||||
if_axi_stream.source o_fe12_if, // Result fe12 of ate pairing
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||||
input i_mode, // 0 == ate pairing, 1 == only point multiplication
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||||
input FE_TYPE i_key, // Input key when in mode == 1
|
||||
if_axi_stream.source o_fe12_if, // Result fe12 of ate pairing (or point mult)
|
||||
if_axi_stream.source o_p_jb_if, // Result of point multiplication
|
||||
// Interface to FE_TYPE multiplier (mod P)
|
||||
if_axi_stream.source o_mul_fe_if,
|
||||
if_axi_stream.sink i_mul_fe_if,
|
||||
|
|
@ -94,7 +97,10 @@ bls12_381_pairing (
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|||
.o_rdy ( o_rdy ),
|
||||
.i_g1_af ( i_g1_af ),
|
||||
.i_g2_af ( i_g2_af ),
|
||||
.i_mode ( i_mode ),
|
||||
.i_key ( i_key ),
|
||||
.o_fe12_if ( o_fe12_if ),
|
||||
.o_p_jb_if ( o_p_jb_if ),
|
||||
.o_mul_fe2_if ( mul_fe2_o_if[1] ),
|
||||
.i_mul_fe2_if ( mul_fe2_i_if[1] ),
|
||||
.o_add_fe_if ( add_fe_o_if[4] ),
|
||||
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|||
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|
@ -147,6 +147,9 @@ package bls12_381_pkg;
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|||
|
||||
fp2_jb_point_t g2_point = '{x:G2x, y:G2y, z:FE2_one};
|
||||
fp2_jb_point_t g_point_fp2 = '{x:{381'd0, Gx}, y:{381'd0, Gy}, z:FE2_one}; // Fp Generator point used in dual mode point multiplication
|
||||
fp2_af_point_t g2_af_point_fp2 = '{x:G2x, y:G2y};
|
||||
fp2_af_point_t g_af_point_fp2 = '{x:{381'd0, Gx}, y:{381'd0, Gy}};
|
||||
|
||||
|
||||
// Instruction codes
|
||||
typedef enum logic [7:0] {
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||||
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@ -608,32 +611,57 @@ package bls12_381_pkg;
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|||
// P is an affine Fp point in G1
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||||
// Q is an affine Fp^2 point in G2 on the twisted curve
|
||||
// f is a Fp^12 element, the result of the miller loop
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||||
task miller_loop(input af_point_t P, input fp2_af_point_t Q, output fe12_t f, output fp2_jb_point_t R);
|
||||
task miller_loop(input af_point_t P, input fp2_af_point_t Q, output fe12_t f);
|
||||
fe12_t lv_d, lv_a, f_sq;
|
||||
fe_t key;
|
||||
key = ATE_X;
|
||||
fp2_jb_point_t R;
|
||||
f = FE12_one;
|
||||
R.x = Q.x;
|
||||
R.y = Q.y;
|
||||
R.z = 1;
|
||||
|
||||
|
||||
for (int i = ATE_X_START-1; i >= 0; i--) begin
|
||||
f_sq = fe12_sqr(f); // Full multiplication
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||||
miller_double_step(R, P, lv_d);
|
||||
f = fe12_mul(f_sq, lv_d); // Sparse multiplication
|
||||
if (key[i] == 1) begin
|
||||
if (ATE_X[i] == 1) begin
|
||||
miller_add_step(R, Q, P, lv_a);
|
||||
f = fe12_mul(f, lv_a); // Sparse multiplication
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
endtask
|
||||
|
||||
// This uses the miller loop functions to do a point multiplication
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||||
task miller_loop_point_mult(input fp2_af_point_t Q, input fe_t k, output fp2_jb_point_t R);
|
||||
fe12_t f;
|
||||
af_point_t P;
|
||||
logic found_one;
|
||||
P.x = 0;
|
||||
P.y = 0;
|
||||
found_one = 0;
|
||||
R.x = FE2_zero;
|
||||
R.y = FE2_zero;
|
||||
R.z = FE2_one;
|
||||
|
||||
print_fe12(f);
|
||||
for (int i = $bits(fe_t)-1; i >= 0; i--) begin
|
||||
if (~found_one) begin
|
||||
found_one |= k[i];
|
||||
R.x = Q.x;
|
||||
R.y = Q.y;
|
||||
R.z = FE2_one;
|
||||
end else begin
|
||||
miller_double_step(R, P, f);
|
||||
if (k[i] == 1) begin
|
||||
miller_add_step(R, Q, P, f);
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
endtask
|
||||
|
||||
task automatic ate_pairing(input af_point_t P, input fp2_af_point_t Q, ref fe12_t f);
|
||||
fp2_jb_point_t R; // This is only used for point multiplication
|
||||
miller_loop(P, Q, f, R);
|
||||
miller_loop(P, Q, f);
|
||||
final_exponent(f);
|
||||
endtask;
|
||||
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -65,15 +65,15 @@ if_axi_stream #(.DAT_BYTS(8)) interrupt_out_if(i_clk);
|
|||
if_axi_stream #(.DAT_BYTS(3)) idx_in_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BYTS(3)) idx_out_if(i_clk);
|
||||
|
||||
// Fp2 point multiplication
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t)), .CTL_BITS(DAT_BITS)) fp2_pt_mul_in_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) fp2_pt_mul_out_if(i_clk);
|
||||
logic fp_pt_mult_mode;
|
||||
// Point multiplication
|
||||
logic pair_mode;
|
||||
fe_t pair_key;
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) mult_pt_if (i_clk);
|
||||
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS(2*$bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) add_i_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) add_o_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) dbl_i_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) dbl_o_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) add_o_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) dbl_i_if(i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(bls12_381_pkg::fp2_jb_point_t))) dbl_o_if(i_clk);
|
||||
|
||||
localparam CTL_BITS = 128;
|
||||
// Access to shared 381bit multiplier / adder / subtractor
|
||||
|
|
@ -82,7 +82,7 @@ localparam CTL_BITS = 128;
|
|||
// Fp6 23:16
|
||||
// Top level muxes 31:24
|
||||
// 67:32 Pairing engine - TODO conslidate the logic used here with the point multiplication
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS(2*$bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) mul_in_if [2:0] (i_clk) ;
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS(2*$bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) mul_in_if [2:0] (i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) mul_out_if [2:0] (i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS(2*$bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) add_in_if (i_clk);
|
||||
if_axi_stream #(.DAT_BITS($bits(FE_TYPE)), .CTL_BITS(CTL_BITS)) add_out_if (i_clk);
|
||||
|
|
@ -125,8 +125,6 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
data_ram_sys_if.a <= 0;
|
||||
data_ram_sys_if.re <= 1;
|
||||
data_ram_sys_if.en <= 1;
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 0;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.reset_source();
|
||||
inst_ram_read <= 0;
|
||||
data_ram_read <= 0;
|
||||
cnt <= 0;
|
||||
|
|
@ -137,7 +135,6 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
inst_state <= NOOP_WAIT;
|
||||
pt_l <= SCALAR;
|
||||
new_data <= 0;
|
||||
fp_pt_mult_mode <= 0;
|
||||
pt_size <= 0;
|
||||
idx_in_if.reset_source();
|
||||
interrupt_in_if.reset_source();
|
||||
|
|
@ -157,6 +154,10 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
pair_i_val <= 0;
|
||||
pair_i_g1 <= 0;
|
||||
pair_i_g2 <= 0;
|
||||
|
||||
pair_mode <= 0;
|
||||
pair_key <= 0;
|
||||
mult_pt_if.rdy <= 0;
|
||||
|
||||
end else begin
|
||||
|
||||
|
|
@ -178,7 +179,6 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
data_ram_sys_if.we <= 0;
|
||||
data_ram_read <= data_ram_read << 1;
|
||||
|
||||
if (fp2_pt_mul_in_if.rdy) fp2_pt_mul_in_if.val <= 0;
|
||||
if (inv_fe_o_if.rdy) inv_fe_o_if.val <= 0;
|
||||
if (inv_fe2_o_if.rdy) inv_fe2_o_if.val <= 0;
|
||||
if (add_in_if.rdy) add_in_if.val <= 0;
|
||||
|
|
@ -186,7 +186,7 @@ always_ff @ (posedge i_clk) begin
|
|||
if (mul_in_if[1].rdy) mul_in_if[1].val <= 0;
|
||||
if (pair_o_rdy) pair_i_val <= 0;
|
||||
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 1;
|
||||
mult_pt_if.rdy <= 1;
|
||||
|
||||
if (idx_in_if.val && idx_in_if.rdy) idx_in_if.val <= 0;
|
||||
if (interrupt_in_if.val && interrupt_in_if.rdy) interrupt_in_if.val <= 0;
|
||||
|
|
@ -299,7 +299,10 @@ bls12_381_pairing_wrapper (
|
|||
.o_rdy ( pair_o_rdy ),
|
||||
.i_g1_af ( pair_i_g1 ),
|
||||
.i_g2_af ( pair_i_g2 ),
|
||||
.i_mode ( pair_mode ),
|
||||
.i_key ( pair_key ),
|
||||
.o_fe12_if ( pair_o_res_if ),
|
||||
.o_p_jb_if ( mult_pt_if ),
|
||||
.o_mul_fe_if ( mul_in_if[0] ),
|
||||
.i_mul_fe_if ( mul_out_if[0] ),
|
||||
.o_inv_fe2_if ( inv_fe2_i_if ),
|
||||
|
|
@ -314,7 +317,7 @@ resource_share # (
|
|||
.CTL_BITS ( CTL_BITS ),
|
||||
.OVR_WRT_BIT ( 120 ),
|
||||
.PIPELINE_IN ( 1 ),
|
||||
.PIPELINE_OUT ( 1 )
|
||||
.PIPELINE_OUT ( 0 )
|
||||
)
|
||||
resource_share_mul (
|
||||
.i_clk ( i_clk ),
|
||||
|
|
@ -709,85 +712,61 @@ task task_inv_element();
|
|||
endtask
|
||||
|
||||
task task_point_mult();
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 0;
|
||||
pair_mode <= 1;
|
||||
case(cnt) inside
|
||||
0: begin
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.a;
|
||||
data_ram_read[0] <= 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
end
|
||||
1: begin
|
||||
if (|data_ram_read == 0) data_ram_read[0] <= 1;
|
||||
if (data_ram_read[READ_CYCLE]) begin
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
pair_key <= curr_data.dat;
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.b;
|
||||
data_ram_read[0] <= 1;
|
||||
pt_size <= 0;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.ctl <= curr_data.dat;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.dat <= {FE2_one, {DAT_BITS*4{1'd0}}}; // This is in case we use affine coordinates
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
2: begin
|
||||
1,2,3,4: begin
|
||||
if (data_ram_read[READ_CYCLE]) begin
|
||||
fp_pt_mult_mode <= (curr_data.pt == FP_AF) || (curr_data.pt == FP_JB);
|
||||
|
||||
if (curr_data.pt == FP2_JB || curr_data.pt == FP2_AF) begin
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.dat[DAT_BITS*pt_size +: DAT_BITS] <= curr_data.dat;
|
||||
end else begin
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.dat[2*DAT_BITS*pt_size +: 2*DAT_BITS] <= {(DAT_BITS)'(0), curr_data.dat};
|
||||
end
|
||||
|
||||
if (pt_size == get_point_type_size(curr_data.pt)-1) begin
|
||||
data_ram_read[0] <= 1;
|
||||
data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
if (curr_data.pt == FP_AF && cnt % 2 == 0) data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a;
|
||||
case(cnt)
|
||||
1: pair_i_g2.x[0] <= curr_data.dat;
|
||||
2: pair_i_g2.x[1] <= curr_data.pt == FP_AF ? 0 : curr_data.dat;
|
||||
3: pair_i_g2.y[0] <= curr_data.dat;
|
||||
4: pair_i_g2.y[1] <= curr_data.pt == FP_AF ? 0 : curr_data.dat;
|
||||
endcase
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
if (cnt == 1) pt_l <= curr_data.pt;
|
||||
if (cnt == 4) begin
|
||||
pair_i_val <= 1;
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.c;
|
||||
if (curr_data.pt == FP2_AF || curr_data.pt == FP2_JB)
|
||||
cnt <= 6;
|
||||
else
|
||||
cnt <= 3;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.val <= 1;
|
||||
end else begin
|
||||
pt_size <= pt_size + 1;
|
||||
data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
data_ram_read[0] <= 1;
|
||||
end
|
||||
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
// Wait for result of FP_JB
|
||||
3,4,5: begin
|
||||
if (fp2_pt_mul_out_if.val) begin
|
||||
new_data.pt <= FP_JB;
|
||||
new_data.dat <= fp2_pt_mul_out_if.dat >> ((cnt-3)*2*DAT_BITS);
|
||||
// Wait for result
|
||||
5,6,7,8,9,10: begin
|
||||
mult_pt_if.rdy <= 1;
|
||||
if (mult_pt_if.val) begin
|
||||
new_data.pt <= pt_l == FP_AF ? FP_JB : FP2_JB;
|
||||
new_data.dat <= mult_pt_if.dat;
|
||||
data_ram_sys_if.we <= 1;
|
||||
if (cnt > 3) data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
if (cnt == 5) begin
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 1;
|
||||
cnt <= 12;
|
||||
if (cnt > 5) data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
if (pt_l == FP_AF && cnt % 2 == 0) begin // Even elements will be 0 for FP points
|
||||
data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a;
|
||||
data_ram_sys_if.we <= 0;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
// Wait for result of FP2_JB
|
||||
6,7,8,9,10,11: begin
|
||||
if (fp2_pt_mul_out_if.val) begin
|
||||
new_data.pt <= FP2_JB;
|
||||
new_data.dat <= fp2_pt_mul_out_if.dat >> ((cnt-6)*DAT_BITS);
|
||||
data_ram_sys_if.we <= 1;
|
||||
if (cnt > 6) data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
if (cnt == 11) begin
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 1;
|
||||
cnt <= 12;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
12: begin
|
||||
11: begin
|
||||
pair_mode <= 0;
|
||||
get_next_inst();
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
endcase
|
||||
endtask
|
||||
|
||||
task task_fp_fpoint_mult();
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 0;
|
||||
fp_pt_mult_mode <= 1;
|
||||
pair_mode <= 1;
|
||||
case(cnt) inside
|
||||
0: begin
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.a;
|
||||
|
|
@ -797,34 +776,36 @@ task task_fp_fpoint_mult();
|
|||
1: begin
|
||||
if (data_ram_read[READ_CYCLE]) begin
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.b;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.ctl <= curr_data.dat;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.dat <= g_point_fp2;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.val <= 1;
|
||||
pair_key <= curr_data.dat;
|
||||
pair_i_g2 <= bls12_381_pkg::g_af_point_fp2;
|
||||
pair_i_val <= 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
// Wait for result
|
||||
2,3,4: begin
|
||||
if (fp2_pt_mul_out_if.val) begin
|
||||
2,3,4,5,6,7: begin
|
||||
mult_pt_if.rdy <= 1;
|
||||
if (mult_pt_if.val) begin
|
||||
new_data.pt <= FP_JB;
|
||||
new_data.dat <= fp2_pt_mul_out_if.dat >> ((cnt-2)*2*DAT_BITS);
|
||||
new_data.dat <= mult_pt_if.dat;
|
||||
data_ram_sys_if.we <= 1;
|
||||
if (cnt > 2) data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
if (cnt == 4) begin
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 1;
|
||||
if (cnt % 2 == 1) begin // Odd elements will be 0
|
||||
data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a;
|
||||
data_ram_sys_if.we <= 0;
|
||||
end
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
5: begin
|
||||
8: begin
|
||||
pair_mode <= 0;
|
||||
get_next_inst();
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
endtask
|
||||
|
||||
task task_fp2_fpoint_mult();
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 0;
|
||||
fp_pt_mult_mode <= 0;
|
||||
pair_mode <= 1;
|
||||
case(cnt) inside
|
||||
0: begin
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.a;
|
||||
|
|
@ -834,32 +815,32 @@ task task_fp2_fpoint_mult();
|
|||
1: begin
|
||||
if (data_ram_read[READ_CYCLE]) begin
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.b;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.ctl <= curr_data.dat;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.dat <= bls12_381_pkg::g2_point;
|
||||
fp2_pt_mul_in_if.val <= 1;
|
||||
pair_key <= curr_data.dat;
|
||||
pair_i_g2 <= bls12_381_pkg::g2_af_point_fp2;
|
||||
pair_i_val <= 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
// Wait for result
|
||||
2,3,4,5,6,7: begin
|
||||
if (fp2_pt_mul_out_if.val) begin
|
||||
mult_pt_if.rdy <= 1;
|
||||
if (mult_pt_if.val) begin
|
||||
new_data.pt <= FP2_JB;
|
||||
new_data.dat <= fp2_pt_mul_out_if.dat >> ((cnt-2)*DAT_BITS);
|
||||
new_data.dat <= mult_pt_if.dat;
|
||||
data_ram_sys_if.we <= 1;
|
||||
if (cnt > 2) data_ram_sys_if.a <= data_ram_sys_if.a + 1;
|
||||
cnt <= cnt + 1;
|
||||
if (cnt == 7) begin
|
||||
fp2_pt_mul_out_if.rdy <= 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
8: begin
|
||||
pair_mode <= 0;
|
||||
get_next_inst();
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
endtask
|
||||
|
||||
task task_pairing();
|
||||
pair_mode <= 0;
|
||||
case(cnt) inside
|
||||
0: begin
|
||||
data_ram_sys_if.a <= curr_inst.a;
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -63,10 +63,11 @@ begin
|
|||
jb_point_t out_p, exp_p;
|
||||
logic [DAT_BITS-1:0] in_k;
|
||||
bls12_381_interrupt_rpl_t interrupt_rpl;
|
||||
|
||||
|
||||
failed = 0;
|
||||
in_k = 381'h10;//381'haaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa;
|
||||
in_k = 381'haaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa;
|
||||
exp_p = point_mult(in_k, g_point);
|
||||
|
||||
$display("Running test_fp_fpoint_mult...");
|
||||
|
||||
axi_lite_if.peek(.addr(0), .data(rdata));
|
||||
|
|
@ -95,10 +96,6 @@ begin
|
|||
fork
|
||||
begin
|
||||
out_if.get_stream(get_dat, get_len, 50);
|
||||
/*while(1) begin
|
||||
out_if.rdy = ~out_if.rdy;
|
||||
@(posedge clk);
|
||||
end*/
|
||||
interrupt_rpl = get_dat;
|
||||
|
||||
assert(interrupt_rpl.hdr.cmd == BLS12_381_INTERRUPT_RPL) else $fatal(1, "ERROR: Received non-interrupt message");
|
||||
|
|
@ -110,7 +107,7 @@ begin
|
|||
for (int i = 0; i < 3; i++)
|
||||
out_p[i*381 +: 381] = get_dat[i*(48*8) +: 381];
|
||||
|
||||
if (out_p == exp_p) begin
|
||||
if (to_affine(out_p) == to_affine(exp_p)) begin
|
||||
$display("INFO: Output point matched expected:");
|
||||
print_jb_point(out_p);
|
||||
end else begin
|
||||
|
|
@ -122,7 +119,7 @@ begin
|
|||
end
|
||||
end
|
||||
begin
|
||||
repeat(80000) @(posedge out_if.i_clk);
|
||||
repeat(1000000) @(posedge out_if.i_clk);
|
||||
$fatal("ERROR: Timeout while waiting for result");
|
||||
end
|
||||
join_any
|
||||
|
|
@ -182,7 +179,7 @@ begin
|
|||
for (int i = 0; i < 6; i++)
|
||||
out_p[i*381 +: 381] = get_dat[i*(48*8) +: 381];
|
||||
|
||||
if (out_p == exp_p) begin
|
||||
if (fp2_to_affine(out_p) == fp2_to_affine(exp_p)) begin
|
||||
$display("INFO: Output point matched expected:");
|
||||
print_fp2_jb_point(out_p);
|
||||
end else begin
|
||||
|
|
@ -194,7 +191,7 @@ begin
|
|||
end
|
||||
end
|
||||
begin
|
||||
repeat(100000) @(posedge out_if.i_clk);
|
||||
repeat(1000000) @(posedge out_if.i_clk);
|
||||
$fatal("ERROR: Timeout while waiting for result");
|
||||
end
|
||||
join_any
|
||||
|
|
@ -524,7 +521,7 @@ task test_point_mult();
|
|||
axi_lite_if.poke(.addr(32'h0), .data(2'b11));
|
||||
axi_lite_if.poke(.addr(32'h10), .data(0));
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < 4; i++) begin
|
||||
for (int i = 0; i < 2; i++) begin
|
||||
in_k = random_vector(384/8) % P;
|
||||
p_in = 0;
|
||||
p2_in = 0;
|
||||
|
|
@ -558,26 +555,9 @@ task test_point_mult();
|
|||
|
||||
p_exp = point_mult(in_k, p_in);
|
||||
|
||||
end
|
||||
// FP_JB
|
||||
1: begin
|
||||
|
||||
p_in.z = random_vector(384/8) % P;
|
||||
|
||||
data = '{dat:p_in.x, pt:FP_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 1*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p_in.y, pt:FP_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 2*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p_in.z, pt:FP_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 3*64), .len(48));
|
||||
|
||||
p_exp = point_mult(in_k, p_in);
|
||||
|
||||
end
|
||||
// FP2_AF
|
||||
2: begin
|
||||
1: begin
|
||||
|
||||
p2_in.z = FE2_one;
|
||||
|
||||
|
|
@ -596,33 +576,6 @@ task test_point_mult();
|
|||
p2_exp = fp2_point_mult(in_k, p2_in);
|
||||
|
||||
end
|
||||
// FP2_JB
|
||||
3: begin
|
||||
|
||||
p2_in.z[0] = random_vector(384/8) % P;
|
||||
p2_in.z[1] = random_vector(384/8) % P;
|
||||
|
||||
data = '{dat:p2_in.x[0], pt:FP2_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 1*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p2_in.x[1], pt:FP2_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 2*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p2_in.y[0], pt:FP2_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 3*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p2_in.y[1], pt:FP2_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 4*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p2_in.z[0], pt:FP2_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 5*64), .len(48));
|
||||
|
||||
data = '{dat:p2_in.z[1], pt:FP2_JB};
|
||||
axi_lite_if.put_data_multiple(.data(data), .addr(DATA_AXIL_START + 6*64), .len(48));
|
||||
|
||||
p2_exp = fp2_point_mult(in_k, p2_in);
|
||||
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
|
||||
inst = '{code:POINT_MULT, a:16'd0, b:16'd1, c:16'd10};
|
||||
|
|
@ -639,13 +592,13 @@ task test_point_mult();
|
|||
|
||||
assert(interrupt_rpl.hdr.cmd == BLS12_381_INTERRUPT_RPL) else $fatal(1, "ERROR: Received non-interrupt message");
|
||||
assert(interrupt_rpl.index == i) else $fatal(1, "ERROR: Received wrong index value in message");
|
||||
if (i == 0 || i == 1) begin
|
||||
if (i == 0) begin
|
||||
assert(interrupt_rpl.data_type == FP_JB) else $fatal(1, "ERROR: Received wrong data type value in message");
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p_out = 0;
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for (int i = 0; i < 3; i++) p_out[i*381 +: 381] = get_dat[i*(48*8) +: 381];
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if (p_out == p_exp) begin
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if (to_affine(p_out) == to_affine(p_exp)) begin
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$display("INFO: Output element matched expected:");
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print_jb_point(p_out);
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||||
end else begin
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||||
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@ -662,7 +615,7 @@ task test_point_mult();
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p2_out = 0;
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||||
for (int i = 0; i < 6; i++) p2_out[i*381 +: 381] = get_dat[i*(48*8) +: 381];
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||||
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||||
if (p2_out == p2_exp) begin
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||||
if (fp2_to_affine(p2_out) == fp2_to_affine(p2_exp)) begin
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||||
$display("INFO: Output element matched expected:");
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||||
print_fp2_jb_point(p2_out);
|
||||
end else begin
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||||
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@ -675,7 +628,7 @@ task test_point_mult();
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|||
end
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||||
end
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||||
begin
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||||
repeat(100000) @(posedge out_if.i_clk);
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||||
repeat(1000000) @(posedge out_if.i_clk);
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||||
$fatal("ERROR: Timeout while waiting for result");
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||||
end
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||||
join_any
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||||
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@ -805,11 +758,11 @@ initial begin
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out_if.rdy = 0;
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#100ns;
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//test_fp_fpoint_mult();
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//test_fp2_fpoint_mult();
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||||
test_fp_fpoint_mult();
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||||
test_fp2_fpoint_mult();
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||||
test_inv_element();
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||||
test_mul_add_sub_element();
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||||
//test_point_mult();
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||||
test_point_mult();
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||||
test_pairing();
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