Projektowanie złożonych systemów elektronicznych w postaci asynchronicznej - analiza układów i narzędzi

• Autorzy: Stachańczyk D.

Warianty tytułu

EN

Design of complex electronic systems in the asynchronous form - analysis of circuits and tools

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pomimo złożoności problemu syntezy i ograniczonej dostępności narzędzi wspomagających proces projektowania potencjalne korzyści wynikające z zastosowania architektury asynchronicznej powodują, że problemem realizacji tego typu układów interesuje się coraz więcej ośrodków badawczych na całym świecie. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z projektowaniem systemów asynchronicznych oraz ich najważniejsze zalety w stosunku do układów synchronicznych. Przedstawiona została również analiza wybranych asynchronicznych procesorów oraz przegląd dostępnych narzędzi wspomagających projektowanie układów asynchronicznych.

EN

Substantial complexity of the synthesis problem and limited selection of tools supporting asynchronous circuit design cause that most of the designed nowadays electronic systems are implemented in a synchronous form. Unlike synchronous circuits that use a clock signal to synchronise data flow, in a case of asynchronous circuits the implementation of additional logic to control data flow is required. This causes that design of an asynchronous circuit is more problematic and the fabricated chip occupies more silicon area. On the other hand, the asynchronous implementation of the complex electronic system can bring several significant advantages over synchronous circuits. The most important asynchronous circuit features are low power consumption, less emission of electromagnetic noise and high operation speed. Therefore, despite an increased design complexity, more and more research and design groups are interested in asynchronous circuit design nowadays. The research carried out is mainly focused on the design of asynchronous processors whose performance could be the same or even better than synchronous equivalents and which would consume much less energy at the same time. The most important, existing implementations of different asynchronous processors are discussed in the paper. The described processors have usually been designed manually, mostly at transistor level, so their designs have been very complex and time consuming. Since the choice of the efficient EDA tools supporting asynchronous circuit design is still very limited, some relevant examples of the existing tools are also presented in the paper.

Słowa kluczowe

PL

projektowanie układów asynchronicznych; projektowanie procesorów asynchronicznych; komponent wirtualny; komponent asynchroniczny

EN

asynchronous circuit design; asynchronous processor design; asynchronous virtual components

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 7
• Strony: 473--475
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Stachańczyk D.

• Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Chris J. Myers: Asynchronous Circuit Design. John Wiley & Sons Inc., 2001.
• [2] Jens Sparsø, Steve Furber: Principles of Asynchronous Circuit Design - A Systems Perspective. Kluwer Academic Publishers, 2001.
• [3] Alain J. Martin: The Design of an Asynchronous Microprocessor. Technical Report. California Institute of Technology.
• [4] Alain J. Martin, et al.: The Design of an Asynchronous MIPS R3000 Microprocessor. Proceedings of the 17th Conference on Advanced Research in VLSI, IEEE Computer Society Press, 1997.
• [5] Alain J. Martin, et al.: Lutonium: A Sub-Nanojoule Asynchronous 8051 Microcontroller. Proc. of the 9th IEEE International Symposium on Asynchronous Systems & Circuits (ASYNC), 2003.
• [6] The Advanced Processors Technologies Group, University of Manchester, http://intranet.cs.man.ac.uk/apt/.
• [7] J. D. Garside, et al.: AMULET3i - an Asynchronous System-on-Chip. Proceedings of the 6th International Symposium on Advanced Research in Asynchronous Circuits and Systems, 2000.
• [8] Akihiro Takamura, Masashi Kuwako, Masashi Imai, et al.: “TITAC-2: A 32-bit Asynchronous Microprocessor based on Scalable-Delay-Insensitive Model” Proceedings of ICCD’97, 1997.
• [9] ASPIDA Project, IST-2002-37796, http://www.ics.forth.gr/carv/aspida/.
• [10] Handshake Solutions, http://www.handshakesolutions.com/.
• [11] ARM, ARM996HS processor, http://www.arm.com.
• [12] J. Kessels, A. Peeters: The Tangram framework: asynchronous circuits for low power. Proceedings of the ASP-DAC 2001, Design Automation Conference, 2001.
• [13] The Balsa Asynchronous Synthesis System, http://intranet.cs.man.ac.uk/ apt/projects/tools/balsa/.
• [14] L. A. Plana, P. A. Riocreux, W. J. Bainbridge, et al.: SPA - A Synthesisable Amulet Core for Smartcard Applications. Proceedings of the 8th International Symposium on Asynchronous Circuits and Systems, 2002.