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Fulcrum和Handshake引领异步设计潮流

上网日期: 2005年01月16日 ?? 作者: Ron Wilson ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:异步设计? asynchronous design? IP核? 线路卡?

最近的两项声明显示,异步设计正逐步扩展到基础产业中。这两项声明是由一家公认的异步逻辑设计公司和一家新创公司发布的。虽然Fulcrum 微系统公司和Handshake Solutions公司在各自的异步设计架构中采用了迥然不同的方法,但对于如何在业界传播它们的理念,两家公司得出类似的结论。

Fulcrum 不久前发布了FM1020,这是一款针对线卡应用的3端口SPI-4交叉开关芯片。事实上,该产品是以前推出的、较大的SPI-4交叉开关的缩小版。但是在另一种意义上,一个几乎完全异步的架构能够经过修改很快地创建出衍生设计,这本身就是一项重要成就,表明Fulcrum的设计技术日臻成熟。

“第一颗芯片没有什么令人惊讶之处,”Fulcrum公司副总裁Mike Zeile表示,“速度和功率都正好达到我们的期望值。”

几乎没有迹象显示,该公司芯片的内部结构实际上是异步的。Fulcrum使用一种专有的多线自动定时信令方案,与传统的双线逻辑截然不同。不过,这些差异被小心地掩盖起来,使该芯片的用户和Fulcrum自己的设计团队都感觉不到任何不同之处。

这款芯片的SPI-4接口是完全标准的,因此显然是测试接口。“我们已经开发出异步的内置自测试电路(BIST),能够极快地测试一个异步芯片的内部结构。这使得该芯片对测试仪来说就好像一个传统的同步设计,”Zeile解释道,“所以,这允许我们使用标准探针测试仪。”

Fulcrum还继续将标准的Cadence工具集成到其设计流程中,使异步芯片的设计越来越类似于传统的RTL流程设计。

Handshake Solutions公司的声明则在许多方面有所不同。首先,作为飞利浦电子公司的一个业务分支,Handshake是一家IP开发商,而不是芯片供应商。其次,这项声明是关于一项基于ARM 5TE CPU内核的开发。该项目得到ARM的支持,它主要提供授权和实现与ARM兼容所需的大量验证套件。

这并不是Handshake介入异步处理器的第一次冒险。事实上,该公司的异步8051内核已被广泛用于非接触智能卡中。该内核因其低功耗要求以及平坦的电磁辐射频谱而受到飞利浦的褒奖——这两个性能对于智能卡等市场是至关重要的。

Handshake正尝试把这些相同的优势引入到32位CPU中。“我们的目标是与传统ARM内核相比,把工作功耗减小30%,”Handshake的首席技术官Ad Peeters表示。该公司目前正处于验证阶段,预计在2005年初发表该IP核。

Handshake采用的基础技术不同于Fulcrum,这导致了不同的流程。Handshake使用传统的每位一线的组合逻辑模块,而不是双线逻辑系列。但它把每个模块与一个控制电路包裹在一起,该控制电路产生一个数据就绪信号,并根据模块关键路径中逻辑状态的数量来进行延迟,然后把它送到输出口。这样,该模块就像传统逻辑一样工作,但当数据是有效的或者当输入可能改变时,包装器(wrapper)将通知周围的模块。

该方法允许Handshake可以把传统IP移植到设计中或者使用传统综合工具来创建模块。所需的特殊工具只用于创建控制包装器。该公司已经在系统级设计语言的基础上建立了设计流程。它的设计团队基于ARM数据手册采用这种语言编写设计。

与Fulcrum的设计相同,Handshake的异步内核将被一个传统的同步接口所包围,所以用户将只看到好处,而不会看到内部设计的特性。“在未来,我们将探寻如何扩展该异步设计,以包含系统总线和外设模块。这将是很有意义的,”Peeters表示。但目前,这种内核将只用于传统的同步SoC设计。

通过把内核包装在标准接口中,以及使它们的测试要求和设计流程更接近传统技术,这两家公司正在寻找不必从头开始就能进行异步设计并从中获益的成功之路。对于这样一种新颖的技术而言,这可能就是成功之道。

作者:张国勇







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