本项目属于信息处理技术（学科代码：51050）和相关学科计算机系统设计（学科代码：5203010）。 随着互联网、移动网络和电子商务的日益普及，我们已经进入了大数据时代。对海量数据的高效能分析与处理并确保数据的安全性已经成为大数据时代的核心技术。本项目所指的复杂计算是指计算过程中处理、存储和通信模式具有非局域性和不规则性的特点，从而无法发挥固定结构的CPU、GPU或者DSP处理器中的算术逻辑单元和高速缓存器的效率，严重影响了计算效能的提升，并且对以加解密计算为基础的数据安全造成威胁。 本项目针对海量图像识别、视频匹配和加解密计算等典型应用，在可编程硬件结构、EDA映射软件工具和可重构系统应用三个层次进行开发，设计了支持图像视频处理中关键算法加速的可重构结构，用于破解广泛使用于金融领域RSA密码的量子傅立叶变换的量子FPGA结构，通用互连盒GSB结构建模、逻辑优化与映射工具FDE(FPGA Design Environment)，可编程逻辑器件的高效测试软件以及支持FPGA硬件线程动态监测与修复的SPREAD可重构技术。所提出的关键技术能有效防范高效能FPGA器件存在的硬件电路后门的安全问题。 在海量图像识别、视频匹配应用方面，本项目成果经过863高性能计算机评测中心的第三方测试，相对于2012年IBM主流服务器X3650，实现了平均220多倍的性能加速和效能提升，验证了可重构拟态计算机结构的优越性。所参与开发的世界首台拟态计算机被列入2013年中国十大科技进展新闻。在面向加解密的未来新型可编程结构方面，突破了1997年美国两位量子计算领域的权威学者在Physical Review Letters杂志发表的论文"Programmable Quantum Gate Arrays"中"不可能存在能够进行任意量子计算的通用可编程计算机" 的结论，率先设计了通用的量子可编程阵列结构QFPGA，并提出了通用量子逻辑门、量子傅立叶变换和Grover快速搜索算法的配置方案。本项目获8项发明专利授权和1项计算机软件著作权，发表SCI/EI论文40余篇。其中2008年发表的一篇可重构结构论文（论文[1]）单篇他引37次；2010年在FPGA领域的顶级国际会议ACM FPGA Symposium发表的工艺映射论文（论文[27]），2012年由UC Berkeley主办的逻辑综合领域顶级国际会议IWLS发表的快速逻辑综合论文（论文[36]）分别突破了过去18年和21年中国大陆被这两个国际会议全文录用的零记录。2012年在首尔召开亚太地区最好的FPGA国际会议FPT中，所发表的SPREAD可重构系统论文（论文[49]）获最佳论文提名。 教育部科技查新工作站的查新报告认为"国内外均未发现具备查新项目全部技术要点的文献报道，此项目针对复杂计算所提出的高效能和高安全的解决方案具有新颖性"。在应用推广方面，所开发的高效安全可编程逻辑IP核和FDE软件已经用于北京电子技术研究所的SoC芯片，为保障我国自主可控的数据安全作出贡献。在牵头承担的核高基重大专项"嵌入式可编程逻辑阵列IP核"和参与的863重点项目"新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发"的牵引下，针对图像处理和加解密复杂计算提出的高效安全可编程结构和可重构系统技术已经在通信领域和嵌入式系统板卡产品中得到批量应用。