異步電路設(shè)計原理

前言

　　2001年7月間，電子工業(yè)出版社的領(lǐng)導(dǎo)同志邀請各高校十幾位通信領(lǐng)域方面的老師，商量引進(jìn)國外教材問題。與會同志對出版社提出的計劃十分贊同，大家認(rèn)為，這對我國通信事業(yè)、特別是對高等院校通信學(xué)科的教學(xué)工作會很有好處?！　〗滩慕ㄔO(shè)是高校教學(xué)建設(shè)的主要內(nèi)容之一。編寫、出版一本好的教材，意味著開設(shè)了一門好的課程，甚至可能預(yù)示著一個嶄新學(xué)科的誕生。20世紀(jì)40年代MIT林肯實(shí)驗(yàn)室出版的一套28本雷達(dá)叢書，對近代電子學(xué)科、特別是對雷達(dá)技術(shù)的推動作用，就是一個很好的例子?！　∥覈I(lǐng)導(dǎo)部門對教材建設(shè)一直非常重視。20世紀(jì)80年代，在原教委教材編審委員會的領(lǐng)導(dǎo)下，匯集了高等院校幾百位富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的專家，編寫、出版了一大批教材；很多院校還根據(jù)學(xué)校的特點(diǎn)和需要，陸續(xù)編寫了大量的講義和參考書。這些教材對高校的教學(xué)工作發(fā)揮了極好的作用。近年來，隨著教學(xué)改革不斷深入和科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，有的教材內(nèi)容已比較陳舊、落后，難以適應(yīng)教學(xué)的要求，特別是在電子學(xué)和通信技術(shù)發(fā)展神速、可以講是日新月異的今天，如何適應(yīng)這種情況，更是一個必須認(rèn)真考慮的問題。解決這個問題，除了依靠高校的老師和專家撰寫新的符合要求的教科書外，引進(jìn)和出版一些國外優(yōu)秀電子與通信教材，尤其是有選擇地引進(jìn)一批英文原版教材，是會有好處的?！　∫荒甓鄟?，電子工業(yè)出版社為此做了很多工作。他們成立了一個“國外電子與通信教材系列”項(xiàng)目組，選派了富有經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)骨干負(fù)責(zé)有關(guān)工作，收集了230余種通信教材和參考書的詳細(xì)資料，調(diào)來了100余種原版教材樣書，依靠由20余位專家組成的出版委員會，從中精選了40多種，內(nèi)容豐富，覆蓋了電路理論與應(yīng)用、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、微電子、通信系統(tǒng)、電磁場與微波等方面，既可作為通信專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)用書，也可作為有關(guān)專業(yè)人員的參考材料。此外，這批教材，有的翻譯為中文，還有部分教材直接影印出版，以供教師用英語直接授課。希望這些教材的引進(jìn)和出版對高校通信教學(xué)和教材改革能起一定作用?！　≡谶@里，我還要感謝參加工作的各位教授、專家、老師與參加翻譯、編輯和出版的同志們。各、位專家認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、不辭辛勞、不怕瑣碎和精益求精的態(tài)度，充分體現(xiàn)了中國教育工作者和出版工作者的良好美德。

內(nèi)容概要

歐盟的“低功耗設(shè)計領(lǐng)航行動”被譽(yù)為歐洲的低功耗電子系統(tǒng)設(shè)計開端，旨在研究和論證新的降低功耗的設(shè)計方法，包括19個研發(fā)項(xiàng)目和1個配套項(xiàng)目，該配套項(xiàng)目用于確保這些方法、實(shí)驗(yàn)和結(jié)果的整理與出版。    本書是該配套項(xiàng)目出版的“新型低功耗設(shè)計結(jié)構(gòu)、方法和設(shè)計實(shí)踐”系列叢書的第三冊。全書由三部分組成，第一部分是異步電路設(shè)計教程，主要介紹異步電路設(shè)計的基本理論，使初學(xué)者理解異步電路的特性，學(xué)會如何思考異步系統(tǒng)，跳出傳統(tǒng)的時鐘設(shè)計的思維框架，能夠用高級語言和工具創(chuàng)造性地開發(fā)出新的設(shè)計方案。　　第二部分介紹了異步電路描述語言——高級綜合系統(tǒng)Balsa。第三部分給出了一些復(fù)雜異步系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例，包括飛利浦公司設(shè)計的商用智能卡芯片和曼徹斯特大學(xué)設(shè)計的異步Viterbi解碼器以及Amulet系列異步處理器。    本書是專為那些具有傳統(tǒng)的（時鐘的）數(shù)字設(shè)計背景而又希望對異步設(shè)計有所了解的設(shè)計人員而寫的入門教材，適合作為電子、通信、計算機(jī)、測量和控制等專業(yè)高年級本科生、研究生的教材和自學(xué)參考書，也可供教師、科研人員及工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一部分  異步電路設(shè)計教程  第1章  引言    1.1　為什么要考慮異步電路    1.2　目的與背景    1.3　時鐘與握手    1.4　第一部分概要  第2章  基礎(chǔ)    2.1　握手協(xié)議    2.2　Muller C單元和指示原理    2.3　Muller流水線    2.4　電路實(shí)現(xiàn)方式    2.5　理論    2.6　測試    2.　7小結(jié)  第3章  靜態(tài)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)    3.1  引言    3.2　流水線和環(huán)路    3.3　構(gòu)造塊    3.4　一個簡單的例子    3.5　環(huán)路的簡單應(yīng)用    3.6　FOR，IF和WHILE結(jié)構(gòu)    3.7　更復(fù)雜的例子：最大公約數(shù)電路    3.8　補(bǔ)充例子　　3.9　小結(jié)  第4章  性能    4.1　引言　  4.2　電路性能的定性分析　  4.3　性能的定量分析　  4.4　相關(guān)圖分析法　  4.5　小結(jié)　第5章  握手電路實(shí)現(xiàn)　  5.1　鎖存器　  5.2　分支、匯合與并入　  5.3　功能塊——基礎(chǔ)　  5.4　捆綁數(shù)據(jù)功能塊　  5.5　雙軌功能塊　  5.6　混合功能塊　  5.7　多路選擇器和多路分配器　  5.8　互斥、仲裁和亞穩(wěn)定性　  5.9　小結(jié)　第6章  速度無關(guān)控制電路　  6.1　引言　  6.2　信號轉(zhuǎn)換圖　  6.3　基本綜合過程　  6.4　采用狀態(tài)保持元件實(shí)現(xiàn)　  6.5　初始化　  6.6　綜合過程概述　  6.7　Petrify：從STG綜合sl電路的工具　  6.8　用Petrify設(shè)計的實(shí)例　  6.9　小結(jié)　第7章　高級4相捆綁數(shù)據(jù)協(xié)議和電路　  7.1　通道和協(xié)議　  7.2　靜態(tài)類型檢查　  7.3　更高級的鎖存器控制電路　  7.4　小結(jié)　第8章  高級語言和工具    8.1　引言    8.2　CSP中的并發(fā)和信息傳送……　附錄A　VHDL通道包第二部分　Balsa——異步硬件綜合系統(tǒng)　第9章　Balsa入門　第10章　Balsa語言　第11章　建立庫元件　第12章　一個簡單的DMA控制器第三部分　大規(guī)模異步電路設(shè)計　第13章　DESCALE：應(yīng)用于低功能卡設(shè)計實(shí)驗(yàn)　第14章　異步維特比（Viterbi）解碼器　第15章　處理器參考文獻(xiàn)索引

章節(jié)摘錄

　　第一部分　異步電路設(shè)計教程　　摘要：異步電路與同步電路在電路特性上有很大不同，在閱讀下面的章節(jié)后，讀者將會更加清楚這些差異。我們可以利用異步電路的這些特性來設(shè)計電路，以獲得更好的性能參數(shù)，如電路的功耗、性能以及電磁干擾（EMI）等。　　異步設(shè)計是一種還沒有被廣泛接受與應(yīng)用的設(shè)計方法?，F(xiàn)有的一些教材綜述性地介紹了異步電路的一些基本理論，但是由于這方面還不夠成熟，所以還沒有像大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)課程那樣傳授異步電路設(shè)計的完整課程給電子工程和計算機(jī)工程專業(yè)的學(xué)生?！　≡诶斫猱惒皆O(shè)計的基本概念和能夠設(shè)計出具有一定功能的復(fù)雜電路之間還存在一定的差距。本書的第一部分所提供的異步電路設(shè)計教程的目的就在于解決這個問題。　　具體來說，第一部分的主要目的如下：　　1．給那些具有一定的同步數(shù)字電路設(shè)計背景的讀者介紹一些異步電路設(shè)計的基本理論，使得這些讀者能夠更好地閱讀和理解本書；　　2．使讀者理解異步電路的一些特性，從而能夠設(shè)計出一些具有優(yōu)良性能參數(shù)的特殊電路?！　”静糠值乃夭慕⒃诙鄠€異步芯片設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，此外，近十年來一些歐洲會議和丹麥技術(shù)大學(xué)的一些課程所提供的文獻(xiàn)，使得內(nèi)容更加完備。1999年5月，我在Delft技術(shù)大學(xué)進(jìn)行了為期一周的強(qiáng)化課程，當(dāng)時相關(guān)的資料已經(jīng)具備，所以我開始準(zhǔn)備這部分內(nèi)容的寫作。大部分的素材是近來才采用的，并且2001年春季在丹麥技術(shù)大學(xué)的課程中得到了修正。作者又補(bǔ)充了一些期刊文獻(xiàn)和一些設(shè)計項(xiàng)目，使得教材可以作為異步設(shè)計一學(xué)期的課程內(nèi)容?！　￡P(guān)鍵詞：異步電路，教程

編輯推薦

　　《異步電路設(shè)計原理理：系統(tǒng)透視》是專為那些具有傳統(tǒng)的（時鐘的）數(shù)字設(shè)計背景而又希望對異步設(shè)計有所了解的設(shè)計人員而寫的入門教材，適合作為電子、通信、計算機(jī)、測量和控制等專業(yè)高年級本科生、研究生的教材和自學(xué)參考書，也可供教師、科研人員及工程技術(shù)人員參考。

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