异步电路设计

第1章 概述

1.1 同步电路和异步电路的特点

1.1.1 同步电路的问题

1.1.2 异步电路的优势与问题

1.2 时钟和握手

1.3 异步电路设计的发展概况

1.4 章节介绍

第2章 异步电路分类和c单元

2.1 握手协议

2.1.1 四相位握手协议

2.1.2 两相位握手协议

2.2 数据编码方式

2.2.1 单轨编码

2.2.2 双轨编码

2.2.3 1／4编码

2.3 延迟模型

2.3.1 速度无关电路

2.3.2 延迟不敏感电路

2.3.3 准延迟不敏感电路

2.4 C单元

2.5 muller流水线

2.6 电路实现风格

2.6.1 捆绑数据协议

2.6.2 两相位握手协议

2.6.3 四相位捆绑数据

2.6.4 两相位捆绑数据(微流水线)

2.6.5 四相位双轨流水线

2.7 总结

第3章 静态数据流结构

3.1 概述

3.2 基本单元

3.3 基本单元应用

3.3.1 异步电路令牌流

3.3.2 时序电路

3.4 for、if和while结构

3.5 最大公约数计算电路

3.6 其他电路设计介绍

3.6.1 低功耗滤波器组

3.6.2 异步微处理器

3.7 总结

第4章 异步流水线性能

4.1 引言

4.2 性能参数及分析

4.2.1 延迟、吞吐量和波长

4.2.2 fifo性能分析

4.2.3 一个3级环的性能分析

4.2.4 小结

4.3 流水线的依赖图分析

4.4 总结

第5章 异步电路实现

5.1 简介

5.2 基本单元结构

5.2.1 锁存器

5.2.2 流控制单元

5.2.3 功能模块

5.3 捆绑数据协议的功能模块

5.4 双轨功能模块

5.4.1 延迟不敏感的最小项综合

5.4.2 非传统逻辑

5.4.3 加法器的cmos晶体管实现

5.4.4 martin的加法器

5.5 多协议功能模块

5.6 总结

第6章 国内外研究成果

6.1 概述

6.2 异步处理器

6.2.1 异步处理器的发展

6.2.2 异步开放代码dlx处理器(aspida)

6.2.3 异步fpga处理器

6.3 异步数字信号处理(dsp)电路

6.4 异步通信电路

6.5 其他应用

6.6 异步电路设计研究现状

6.6.1 面向语法的行为级综合

6.6.2 基于systemc的结构综合

6.6.3 异步组合电路网表优化

6.6.4 在亚阈值电路中采用异步电路设计技术

6.6.5 深亚微米cmos电路的高容错异步电路设计

6.6.6 异步电路fpga设计技术

6.7 小结

第7章 异步电路设计举例

7.1 概述

7.2 计数器

7.2.1 同步计数器

7.2.2 行波计数器

7.2.3 异步电路实现的计数器

7.2.4 更高阶的异步电路计数器——脉动计数器

7.3 crc模块

7.3.1 crc多项式

7.3.2 同步电路实现crc编码

7.3.3 异步电路实现

7.4 基带模块

7.4.1 功能描述

7.4.2 同步电路实现方案

7.4.3 异步电路实现方案

7.5 其他例子

7.5.1 总数计数器(population counter)

7.5.2 Balsa移位器

7.5.3 判决器树

7.5.4 简单的dma控制器

第8章 Balsa语言介绍

8.1 概述

8.1.1 基础概念

8.1.2 工具集和设计流程

8.2 Balsa语言的使用

8.2.1 单级缓冲器

8.2.2 双级缓冲器

8.2.3 并行设计和模块复用

8.2.4 多重结构设计

8.3 Balsa的附属工具

8.3.1 生成makefile

8.3.2 面积估算

8.3.3 查看握手电路的示意图

8.3.4 仿真

8.4 Balsa语言

8.4.1 数据类型

8.4.2 关于数据类型的说明

8.4.3 控制流程和相关命令

8.4.4 二元运算符和单目运算符

8.4.5 程序结构

8.4.6 通道选择

8.5 建立元件库

8.5.1 参数化描述

8.5.2 递归定义：一个n路复用器

参考文献

随着集成电路技术进入深亚微米时代，同步电路越来越难以满足实际应用中低功耗高速等要求。异步电路没有时钟，具有功耗低、速度快、兼容性好和可靠性高等优点，越来越受到设计者的青睐。本书第1、2章介绍异步电路中的基本概念和基本单元，第3章解释流水线操作和环操作。第4章介绍异步电路的一些量化性能参数及其定义，并举例进行性能分析。第5章举例说明功能模块实现的原理和技术。第6章介绍当前国内外的异步电路研究成果。第7章介绍几个典型的设计实例，并给出设计分析方法及实现。第8章介绍异步电路设计语言——Balsa语言及设计流程。本书可以作为电子、通信类专业高年级本科生或研究生的教材，也可以作为电路设计工程师的参考书。

从异步电路设计的基本概念出发，介绍了异步电路设计的基本流程，并结合编者实际工作中的设计实例，以浅显易.瞳的方式说明了异步电路的设计方法，为电路设计工程师提供了解决电路低功耗问题的思路和方法。主要内容包括：异步电路分类和C单元、静态数据流结构、异步流水线性能、握手电路的实现方法、国内外研究成果举例，异步电路设计实例以及Baosa语言介绍。