STMicroelectronics 系列：STM32L5 系列 (低功耗)_26.硬件加速器和协处理器.docxVIP

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26.硬件加速器和协处理器

26.1硬件加速器概述

26.1.1硬件加速器的作用

硬件加速器（HardwareAccelerator）是一种专门设计的硬件模块，用于加速特定类型的数据处理任务。在嵌入式系统中，硬件加速器可以显著提高系统的性能，降低功耗，并减少处理器的负载。STM32L5系列单片机配备了多种硬件加速器，包括加密加速器、浮点运算单元（FPU）、图形加速器等。

26.1.2常见的硬件加速器类型

加密加速器：用于加速加密和解密操作，例如AES、RSA、ECC等。

浮点运算单元（FPU）：用于加速浮点数运算，提高计算精度和速度。

图形加速器：用于加速图形处理任务，例如图像缩放、旋转等。

DMA控制器：用于数据传输任务，减少CPU的介入，提高数据传输效率。

26.1.3硬件加速器的优势

性能提升：硬件加速器可以显著提高特定任务的执行速度。

功耗降低：通过减少CPU的负载，可以降低系统的整体功耗。

代码简化：使用硬件加速器可以简化代码，减少软件开销。

实时性增强：在实时系统中，硬件加速器可以确保任务在规定的时间内完成。

26.2加密加速器

26.2.1AES加密加速器

AES（AdvancedEncryptionStandard）是一种对称加密算法，广泛用于数据加密和保护。STM32L5系列单片机内置了AES硬件加速器，可以显著提高AES加密和解密的性能。

26.2.1.1AES硬件加速器的工作原理

AES硬件加速器通过硬件实现AES算法的各个步骤，包括初始轮、多轮处理和最终轮。这些步骤在硬件中并行执行，因此比软件实现速度快得多。

26.2.1.2使用AES硬件加速器的步骤

初始化：配置AES硬件加速器的参数，包括密钥长度、加密模式等。

数据输入：将待加密或解密的数据输入到AES硬件加速器。

启动加密/解密：通过控制寄存器启动加密或解密过程。

数据输出：读取加密或解密后的数据。

26.2.1.3示例代码

以下是一个使用AES硬件加速器进行加密的示例代码：

#includestm32l5xx_hal.h

//AES加密密钥

uint8_tkey[16]={

0x2b,0x7e,0x15,0x16,0x28,0xae,0xd2,0xa6,

0xab,0xf7,0x15,0x88,0x09,0xcf,0x4f,0x3c

};

//待加密的数据

uint8_tinput[16]={

0x32,0x43,0xf6,0xa8,0x88,0x5a,0x30,0x8d,

0x31,0x31,0x98,0xa2,0xe0,0x37,0x07,0x34

};

//加密后的数据

uint8_toutput[16];

//AES处理结构体

AES_HandleTypeDefhaes;

voidAES_Init(){

//配置AES模块

haes.Instance=AES;

haes.Init.Mode=AES_MODE_ECB;//电子密码本模式

haes.Init.KeySize=AES_KEYSIZE_128B;

haes.Init.KeyWrite=AES_KEY_WRITE_ENABLE;

haes.Init.IvWrite=AES_IV_WRITE_DISABLE;

haes.Init.Encrypt=AES_ENCRYPT;

haes.Init.DataSize=AES_BLOCK_SIZE;

haes.Init.pKey=key;

haes.Init.pInitVect=NULL;

if(HAL_AES_Init(haes)!=HAL_OK){

//初始化失败

Error_Handler();

}

}

voidAES_Encrypt(uint8_t*input,uint8_t*output){

//加密数据

if(HAL_AES_Encrypt(haes,input,output,AES_BLOCK_SIZE)!=HAL_OK){

//加密失败

Error_Handler();

}

}

intmain(){

//