Language-driven Exploration and Implementation of Partially Re-configurable ASIPs pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Chattopadhyay, Anupam/ Leupers, Rainer/ Meyr, Heinrich/ Ascheid, Gerd

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:

价格:1228.00

装帧:

isbn号码:9781402092961

丛书系列:

图书标签:

• ASIP
• 可重构计算
• 领域特定处理器
• 语言驱动
• 硬件设计
• 嵌入式系统
• 编译优化
• 代码生成
• 异构计算
• FPGA

电子设计自动化（EDA）领域前沿进展：从高层次综合到低层次优化 本书旨在深入探讨电子设计自动化（EDA）工具链中的关键技术和最新发展，重点关注如何通过创新的算法和方法，实现复杂数字系统设计流程的效率提升与设计质量优化。 本书内容涵盖了从系统级描述到门级实现的各个关键环节，旨在为硬件设计工程师、EDA研究人员以及相关领域的学生提供一份全面、深入的技术参考。 第一部分：高层次综合（HLS）与系统级设计 1. 现代HLS流程的挑战与机遇 随着集成电路（IC）设计复杂性的爆炸式增长，基于C/C++/SystemC等高层次语言的设计方法已成为主流。本书首先系统梳理了当前主流HLS工具的工作原理，并着重分析了其在处理复杂数据依赖、控制流和内存访问模式时所面临的瓶颈。 数据流分析与并行化策略： 详细阐述了先进的循环依赖分析技术，包括循环展开、数据级并行（DLP）提取和指令级并行（ILP）调度。书中将介绍如何利用基于约束满足（Constraint Satisfaction）的模型来指导优化，以平衡吞吐量和延迟。 内存层次结构与访问优化： 深入探讨了如何在高层次描述中有效地映射到片上存储器（如寄存器文件、Scratchpad Memory，SPM）和片外DRAM。重点分析了基于地址生成单元（AGU）优化的技术，确保在流水线操作中内存访问的冲突最小化。 控制逻辑的综合： 探讨了状态机（FSM）综合的复杂性，特别是当控制流涉及复杂的条件分支和异常处理时。引入了基于图论的控制逻辑综合方法，以生成更紧凑、更高效的时序逻辑。 2. 系统级建模与验证的集成 本书强调了系统级建模在早期设计决策中的重要性。 行为模型与事务级抽象（TLM）： 分析了不同抽象层次的TLM模型的构建方法及其对性能评估的准确性影响。探讨了如何将性能模型与功耗估算模型相结合，实现早期的“软”功耗感知设计。 形式验证在HLS中的应用： 介绍了基于SMT求解器和模型检验（Model Checking）技术，用于验证高层次描述的等价性（Equivalence Checking）和功能正确性，尤其关注循环不变量和断言（Assertions）的自动提取与检查。 第二部分：逻辑综合与优化 逻辑综合是连接高层次设计意图与底层物理实现的桥梁。本部分聚焦于当前逻辑综合引擎的核心算法。 3. 关系性表示与逻辑优化 二元决策图（BDD）的高级应用： 尽管BDD在处理大规模电路时面临状态空间爆炸问题，但本书介绍了其在特定优化子模块（如可重用功能单元的识别）中的有效应用。探讨了如何使用基于查找表（LUT）的表示方法（如Binary Decision Diagrams for Look-up Tables, BDD-LUTs）来平衡精确性和可扩展性。 可重构逻辑单元的建模： 针对目标硬件（如FPGA或可重构ASIPs中的可配置逻辑块）的特性，深入讨论了如何构建灵活的逻辑表示形式，以适应目标库的限制和重构粒度。 4. 逻辑优化算法的改进 布尔函数分解与映射： 详细分析了先进的函数分解技术（如Acyclic Decomposition, Spectral Methods），目标是生成更易于映射到目标技术库的基本单元。重点阐述了如何利用上下文敏感的分解策略来最大化逻辑共享。 迭代式逻辑优化流程： 描述了现代综合工具中广泛采用的迭代优化框架，包括基于启发式搜索的逻辑修复（Logic Repair）和“剪枝-细化”（Pruning-Refining）循环，以同时优化面积、延迟和功耗。 第三部分：布局布线与物理实现挑战 本部分将重点讨论设计流程的后期阶段，特别是如何将优化的网表（Netlist）高效地映射到实际硅片上，同时满足严格的时序和物理约束。 5. 布局规划与时序驱动的优化 先进的时序模型与分析： 介绍了最新的静态时序分析（STA）技术，特别是针对亚纳米工艺节点下的先进时序效应（如电迁移、IR Drop的间接影响）的建模方法。讨论了如何将时序约束直接反馈给逻辑综合和布局阶段。 时序驱动的布局（Timing-Driven Placement）： 详细分析了高精度布局算法（如力导向算法、Simulated Annealing的改进版）如何处理关键路径上的单元定位。重点阐述了缓冲器（Buffer）和逻辑门插入（Buffering/Inverting）对时序的精细调整。 6. 布线拥塞管理与信号完整性 多层布线与全局/详细布线： 探讨了适应高密度设计的网格路由策略。介绍了先进的布线算法，如基于最大流/最小割（Max-Flow/Min-Cut）的拥塞预测和预留技术，以减少详细布线阶段的失败率。 互连延迟与串扰分析： 强调了在深亚微米工艺中，互连线（Interconnect）延迟和耦合噪声（Crosstalk）的重要性。本书将介绍基于RC提取模型的互连延迟建模，以及如何通过布线限制（Routing Constraints）和线宽/间距优化来缓解串扰。 第四部分：低功耗设计与特定架构的考量 7. 低功耗设计策略的集成 本书不仅关注速度和面积，也高度重视功耗优化，特别是动态功耗和静态功耗的联合优化。 时钟域和电压域的划分： 探讨了基于活动分析（Activity Analysis）的电源门控（Power Gating）和多电压域（Multi-Voltage Domain, MVD）的设计方法。分析了如何在高层次描述中自动识别低活动区域并插入关断电路。 时序和功耗的权衡： 介绍了如何使用精确的功耗模型来指导逻辑综合中的门选（Gate Sizing）和电压缩放（Voltage Scaling），以在满足时序要求的前提下实现最低功耗。 8. 设计收敛与收敛性加速 最后，本书讨论了现代EDA流程中设计收敛的瓶颈。介绍了一些用于加速设计迭代的技术，如增量式（Incremental）的布局布线和修复方法，以及基于机器学习的模型预测，用于快速评估设计修改对最终指标的影响，从而减少昂贵的全流程重新运行。 本书内容技术性强，适合有数字电路设计基础，并致力于深入理解和应用前沿EDA技术的专业人士阅读。

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