異步微處理器設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

《異步微處理器設(shè)計(jì)(計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究生系列教材中文版)
》由王志英主編，異步集成電路技術(shù)是和同步集成電路技術(shù)相對的集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)。與同步集成電路相比，異步集成電路技術(shù)具有功耗低、電磁兼容性高、模塊化和可重用性好、魯棒性強(qiáng)等一系列優(yōu)勢，可以有效地解決同步集成電路和微處理器技術(shù)在超深亞微米階段遇到的各種問題?！懂惒轿⑻幚砥髟O(shè)計(jì)(計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究生系列教材中文版)》內(nèi)容是作者在異步集成電路和異步微處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究的經(jīng)驗(yàn)和成果，主要包括異步電路設(shè)計(jì)和建模分析、異步微處理器體系結(jié)構(gòu)、異步功能單元設(shè)計(jì)和片內(nèi)互連、異步微處理器設(shè)計(jì)方法學(xué)、異步微處理器性能和功耗的評估及優(yōu)化、多核異步微處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等方面的內(nèi)容。
本書可用作研究人員的科研參考書，也可作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和微電子專業(yè)高年級本科生和研究生教材使用。

作者簡介

王志英，男，1956年8月生，漢族，山西沁縣人，1988年在國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)系獲博士學(xué)位?，F(xiàn)任國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，國家精品課程“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”負(fù)責(zé)人。1992年成為國家級突出貢獻(xiàn)中青年專家并享受政府特殊津貼，全國高等院校優(yōu)秀骨干教師，人事部百千萬跨世紀(jì)優(yōu)秀人才庫一二層次人選，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會開放系統(tǒng)專委會副主任委員、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會教育專業(yè)委員會副主任委員、全國計(jì)算機(jī)教育研究會副理事長、湖南省計(jì)算機(jī)學(xué)會理事長、教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會副主任、IEEE會員。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和微處理器設(shè)計(jì)等。20多年來作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人參加的各類項(xiàng)目包括國家自然科學(xué)基金、國家973重大基礎(chǔ)研究、國家863高技術(shù)研究、型號工程和對外合作等共計(jì)20多項(xiàng)。已獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，部委級教學(xué)成果一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，部委級科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)6項(xiàng)、三等獎(jiǎng)6項(xiàng)，部委級自然科學(xué)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲國家發(fā)明專利15項(xiàng)，出版專著和教材8部，其中《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》獲2002年全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)。

書籍目錄

第1章 概述
第2章 異步電路設(shè)計(jì)思想
第3章 基于宏單元的異步集成電路設(shè)計(jì)流程
第4章 異步控制電路設(shè)計(jì)
第5章 異步片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
第6章 解同步異步電路設(shè)計(jì)
第7章 異步電路的性能分析和優(yōu)化
第8章 騰越-Ⅱ異步微處理器
第9章 異步電路在容錯(cuò)領(lǐng)域的應(yīng)用
第10章 未來異步微處理器技術(shù)研究
附錄A 異步數(shù)據(jù)觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)的寄存器定義
附錄B 異步數(shù)據(jù)觸發(fā)功能單元
附錄C 異步數(shù)據(jù)觸發(fā)體系結(jié)構(gòu)工具鏈
附錄D 騰越Ⅱmach文件描述
附錄E 匯編示例：32位矩陣乘法

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   基于控制通路數(shù)據(jù)通路劃分的方法將電路設(shè)計(jì)中的控制通路和數(shù)據(jù)通路進(jìn)行顯式的分離，然后分別用不同的工具和流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后將設(shè)計(jì)好的控制通路和數(shù)據(jù)通路連接在一起構(gòu)成整個(gè)異步電路。基于控制通路數(shù)據(jù)通路劃分的方法主要包括微流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、基于STG圖的設(shè)計(jì)方法和基于猝發(fā)模式（Burst—Mode）異步有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法。 微流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法前文已有介紹，這里不再贅述。 基于STG圖的方法將異步控制電路的行為形式化為多個(gè)信號值的變化，通過定義狀態(tài)躍遷的先后順序和因果關(guān)系，將狀態(tài)連接成STG圖，再利用綜合工具對STG圖進(jìn)行綜合產(chǎn)生異步控制電路。 基于猝發(fā)模式的異步有限狀態(tài)機(jī)方法與之前研究的異步有限狀態(tài)機(jī)不同之處在于，異步有限狀態(tài)機(jī)是基于基本模式的，而基于猝發(fā)模式的異步有限狀態(tài)機(jī)則是基于多輸入變化的有限狀態(tài)機(jī)。與同步電路中的Mealy機(jī)類似，研究人員通過各種方法對電路的行為狀態(tài)進(jìn)行形式化定義并化簡得到異步控制電路。采用圖形化描述或者狀態(tài)機(jī)表示的方法對電路行為進(jìn)行描述時(shí)，設(shè)計(jì)僅限于小規(guī)模的異步電路；當(dāng)電路規(guī)模較大時(shí)，由于存在嚴(yán)重的組合爆炸問題，其設(shè)計(jì)復(fù)雜度將是難以接受的。 因此，這一時(shí)期的異步電路設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的異步電路往往規(guī)模都比較小。此外，這一時(shí)期的設(shè)計(jì)方法的自動化程度也不高，尤其是在設(shè)計(jì)規(guī)模較大的異步電路時(shí)，往往需要進(jìn)行大量的手工優(yōu)化工作。 3.第三階段 第三階段為從21世紀(jì)初到現(xiàn)在，異步電路設(shè)計(jì)方法在這一時(shí)期取得了長足發(fā)展，異步電路設(shè)計(jì)自動化程度不斷提高，其設(shè)計(jì)規(guī)模也越來越大，并且在高性能領(lǐng)域也開始嶄露頭角。目前，主流的異步電路設(shè)計(jì)方法可根據(jù)描述方式和設(shè)計(jì)粒度大致分為3類：語法驅(qū)動轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方法、同步一異步轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方法和基于定制的細(xì)粒度高性能流水線異步電路設(shè)計(jì)方法。 語法驅(qū)動轉(zhuǎn)換的方法在原有的基于轉(zhuǎn)換的方法基礎(chǔ)上開發(fā)異步電路高級硬件描述語言，采用編譯技術(shù)將高級語言描述翻譯成由握手部件構(gòu)成的中間描述；然后采用直接映射的方法將中間描述綜合成為異步電路門級網(wǎng)表；最后，采用成熟的同步后端設(shè)計(jì)流程進(jìn)行物理設(shè)計(jì)。 同步一異步轉(zhuǎn)換方法是指在現(xiàn)有的同步電路描述基礎(chǔ)上，將同步電路中的全局時(shí)鐘替換為異步局部握手電路，從而達(dá)到同步電路異步化的目的。 為了提高異步電路的計(jì)算性能，異步電路設(shè)計(jì)者會采用定制的方式來設(shè)計(jì)細(xì)粒度的高性能異步流水線，因此產(chǎn)生了一系列基于定制的高性能異步電路。

編輯推薦

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