Проектирование асинхронных стейт-машин, Кто и как, каими тулзами решает эту задачу Опции

[v_mirgorodsky]

Доброго времени суток,

Собственно - $subj. Изучаю вопрос проектирования чипа с использованием асинхронных пайплайнов. I.E. Sutherland, ‘‘Micropipelines’’ неплохо описывает концепцию и дает понимание о том, как работают вычислители при таком подходе, однако как делать управляющие стейт-машины в этой работе не рассматривается. Подход, предложенный в ASYNCHRONOUS FINITE STATE MACHINE DESIGN: A LOST ART? Christopher Carroll, University of Minnesota-Duluth мне не понравился. Другие книги, которые я просмотрел по теме, учат вариациям на тему той-же методологии, однако кардинально ничего не улучшают. В результате асинхронные стейт-машины представляют собой диких паучков из нандов и норов с обратными связями, крайне тяжело модифицируются, плохо верифицируются, короче - обладают целым рядом недостатков, делающих их реальное применение неоправданно дорогим и сложным.

Есть ли у кого мысли как упростить этот процесс и сделать его более простым и контролируемым?

[zzzzzzzz]

Есть ещё одна альтернатива - CML.
На высоких частотах (единицы ГГц и выше) фиксированный микроток потребления дифф. каскада суммарно оказывается на порядок и более выгоден по сравнению и с синхронными, и с асинхронными решениями, работающими в полный размах.
К сожалению, реальных заказчиков на что-то значительное на основе CML сейчас в РФ нет.
Поэтому полноценно попробовать в реале пока не получилось, только небольшие узлы по 180 нм.

Рассматриваемый вопрос мне представляется, вообще, несколько далёким от реала.
Ибо использовать синтез асинхронных СБИС, основываясь на каком-то автоматическом инструменте, - пагубно. Примерно также, как пытаться синтезировать, например, RAM на SCL. Можно, конечно. Но не стоит. В жизни же всё сочиняется по блочному принципу. Внутри каждого блока вылизывается в полуручном режиме. Если этим заниматься серьёзно, конечно. А не только примочками типа прерывания распространения сигнала двухвходовками.
И да, без Спайса тут нельзя, если хочется приблизиться к идеалу.

Хотя, может, я и не совсем прав с точки зрения научных изысканий и протаптывания тропинки в светлое будущее.

[SIA]

Есть ещё одна альтернатива - CML.
На высоких частотах (единицы ГГц и выше) фиксированный микроток потребления дифф. каскада суммарно оказывается на порядок и более выгоден по сравнению и с синхронными, и с асинхронными решениями, работающими в полный размах.
К сожалению, реальных заказчиков на что-то значительное на основе CML сейчас в РФ нет.
Поэтому полноценно попробовать в реале пока не получилось, только небольшие узлы по 180 нм.

Баловался в свое время с такими вещами. Этакий "ECL-like MOS", или "гигагерц на старых процессах".
У таких структур есть несколько особенностей, которые, если доступен некоторый тюнинг техпроцесса (использование полуизолирующей подложки с отказом от "вытягивания" пороговых напряжений), потенциально позволяют прилично выиграть в удельном потреблении (работе переключения) за счет введения большого запирающего смещения на подложку (снижение емкостей). До серьезных проектов дело не дошло ввиду отсутствия реальной потребности.

Всю асинхру с burst-mode стейт машинами очень просто формализовать. Я даже думаю, что производители кадов делают с нами такую же шутку, как владельцы патентов на конный трамвай в 30-x годах прошлого столетия. Когда был изобретен электрический трамвай, они купили все патенты и положили их под сукно. Дальше они эксплуатировали свои конные трамвайные линии до тех пор, пока они не окупились и не заработали им денег на модернизацию. И только потом конные трамваи были заменены электрическими. Вот и производители софта ждут...

Ну не только производители софта. Очень много народу настолько привыкло к синхронным схемам, и при "смене парадигмы" они выпадают из профессии, а это большие риски для индустрии в целом. Тем более что бонус от асинхронности не настолько уж и востребован, чтобы это стало мейнстримом. А локальные кусочки - если заказчик достаточно платежеспособен и четко понимает, чего он хочет - всегда найдется кому нарисовать руками.