異步微處理器設計

內容概要

《異步微處理器設計(計算機科學與技術學科研究生系列教材中文版)
》由王志英主編，異步集成電路技術是和同步集成電路技術相對的集成電路設計技術。與同步集成電路相比，異步集成電路技術具有功耗低、電磁兼容性高、模塊化和可重用性好、魯棒性強等一系列優(yōu)勢，可以有效地解決同步集成電路和微處理器技術在超深亞微米階段遇到的各種問題?！懂惒轿⑻幚砥髟O計(計算機科學與技術學科研究生系列教材中文版)》內容是作者在異步集成電路和異步微處理器設計領域研究的經驗和成果，主要包括異步電路設計和建模分析、異步微處理器體系結構、異步功能單元設計和片內互連、異步微處理器設計方法學、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計與實現等方面的內容。
本書可用作研究人員的科研參考書，也可作為計算機科學與技術專業(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年在國防科學技術大學計算機系獲博士學位。現任國防科學技術大學計算機學院教授、博士生導師，國家精品課程“計算機體系結構”負責人。1992年成為國家級突出貢獻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優(yōu)秀人才庫一二層次人選，中國計算機學會開放系統(tǒng)專委會副主任委員、中國計算機學會教育專業(yè)委員會副主任委員、全國計算機教育研究會副理事長、湖南省計算機學會理事長、教育部高等學校計算機科學與技術專業(yè)教學指導分委員會副主任、IEEE會員。主要研究方向為計算機系統(tǒng)結構和微處理器設計等。20多年來作為項目負責人參加的各類項目包括國家自然科學基金、國家973重大基礎研究、國家863高技術研究、型號工程和對外合作等共計20多項。已獲國家科技進步二等獎1項，國家教學成果一等獎1項，國家教學成果二等獎1項，部委級教學成果一等獎2項，部委級科技進步一等獎2項、二等獎6項、三等獎6項，部委級自然科學三等獎1項，獲國家發(fā)明專利15項，出版專著和教材8部，其中《計算機體系結構》獲2002年全國普通高等學校優(yōu)秀教材二等獎。

書籍目錄

第1章 概述
第2章 異步電路設計思想
第3章 基于宏單元的異步集成電路設計流程
第4章 異步控制電路設計
第5章 異步片上網絡設計
第6章 解同步異步電路設計
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 異步電路在容錯領域的應用
第10章 未來異步微處理器技術研究
附錄A 異步數據觸發(fā)體系結構的寄存器定義
附錄B 異步數據觸發(fā)功能單元
附錄C 異步數據觸發(fā)體系結構工具鏈
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

版權頁：   插圖：   基于控制通路數據通路劃分的方法將電路設計中的控制通路和數據通路進行顯式的分離，然后分別用不同的工具和流程進行設計，最后將設計好的控制通路和數據通路連接在一起構成整個異步電路?；诳刂仆窋祿穭澐值姆椒ㄖ饕ㄎ⒘魉€結構設計方法、基于STG圖的設計方法和基于猝發(fā)模式（Burst—Mode）異步有限狀態(tài)機的設計方法。 微流水線結構設計方法前文已有介紹，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信號值的變化，通過定義狀態(tài)躍遷的先后順序和因果關系，將狀態(tài)連接成STG圖，再利用綜合工具對STG圖進行綜合產生異步控制電路。 基于猝發(fā)模式的異步有限狀態(tài)機方法與之前研究的異步有限狀態(tài)機不同之處在于，異步有限狀態(tài)機是基于基本模式的，而基于猝發(fā)模式的異步有限狀態(tài)機則是基于多輸入變化的有限狀態(tài)機。與同步電路中的Mealy機類似，研究人員通過各種方法對電路的行為狀態(tài)進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)機表示的方法對電路行為進行描述時，設計僅限于小規(guī)模的異步電路；當電路規(guī)模較大時，由于存在嚴重的組合爆炸問題，其設計復雜度將是難以接受的。 因此，這一時期的異步電路設計方法設計出的異步電路往往規(guī)模都比較小。此外，這一時期的設計方法的自動化程度也不高，尤其是在設計規(guī)模較大的異步電路時，往往需要進行大量的手工優(yōu)化工作。 3.第三階段 第三階段為從21世紀初到現在，異步電路設計方法在這一時期取得了長足發(fā)展，異步電路設計自動化程度不斷提高，其設計規(guī)模也越來越大，并且在高性能領域也開始嶄露頭角。目前，主流的異步電路設計方法可根據描述方式和設計粒度大致分為3類：語法驅動轉換的設計方法、同步一異步轉換的設計方法和基于定制的細粒度高性能流水線異步電路設計方法。 語法驅動轉換的方法在原有的基于轉換的方法基礎上開發(fā)異步電路高級硬件描述語言，采用編譯技術將高級語言描述翻譯成由握手部件構成的中間描述；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表；最后，采用成熟的同步后端設計流程進行物理設計。 同步一異步轉換方法是指在現有的同步電路描述基礎上，將同步電路中的全局時鐘替換為異步局部握手電路，從而達到同步電路異步化的目的。 為了提高異步電路的計算性能，異步電路設計者會采用定制的方式來設計細粒度的高性能異步流水線，因此產生了一系列基于定制的高性能異步電路。

編輯推薦

《計算機科學與技術學科前沿叢書?計算機科學與技術學科研究生系列教材:異步微處理器設計(中文版)》是國內第一本異步微處理器設計方面的專著，是作者在異步集成電路和異步微處理器設計領域多年研究的經驗和成果。內容的可讀性好，語言簡練規(guī)范，深入淺出。《計算機科學與技術學科前沿叢書?計算機科學與技術學科研究生系列教材:異步微處理器設計(中文版)》可用作研究人員的科研參考書，也可作為計算機科學與技術專業(yè)和微電子專業(yè)高年級本科生和研究生教材使用。

圖書封面

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