由于相同时钟上的所有逻辑必须有序地运行,因此时钟偏差必须保持在最低水平,以确保电路正确运行。设备的时钟频率越高,可允许的偏差越小。

随着特征尺寸的减少,时钟偏差的问题将更加严重。相比以前,特定芯片中将分为“慢速”芯片和“快速”芯片;由于密度大幅增加,单个芯片中的变量也将有所体现。这种状况的性质对于大型单片同步设备意义非常重大。

采用异步 DSP 核心可避免此类问题。DSP 核心基于小型自计时电路。因此所有定时对于该逻辑块相关的小区域都是本地的。

稳定性更高:半导体主要受三大物理属性影响:制作流程速度、电源电压电平和温度。如果这些特征发生任何变化,将造成晶体管运转更快或更慢的情况。

同步电路必须在上述参数的最佳和最差状态值下进行静态时序分析(static timing analysis),以确保设备工作正常。换而言之,同步电路有一个可以使电路停止工作的“切断点”。

由于异步电路是自计时电路,因此它们在物理特征变化时只须加速或减速。因为控制自计时的逻辑与处理逻辑处于相同区域,所以温度和电压等环境变化都会对两者造成影响。所以,异步电路针对抵抗动态电压下降等瞬时变化的抗影响性能更好,还将根据长期温度和电压变化进行自动调整。

横空出世:通用异步 DSP

由于成功采用异步设计技术的各种设备不断出现,异步设计正受到越来越多的关注。异步逻辑的优点众所周知。包括低功耗和更稳定的设计等等。

直到最近,异步电路仅仅在非常必要时才使用。由于学术界的偏见,它们通常被视为边缘产品。现在,许多商用设备已经开发了上述针对各类小众市场的功能。

完全基于异步逻辑的通用 DSP 核心的出现表明,现有的工具、技术和知识创造的商用产品可应用于更大的客户群体。更吸引人的是,该设备可与任何现有 DSP 一样进行同样的编程和操作。也就是说,这个解决方案在丝毫不影响可用性的基础上,实现了异步技术的所有优点。

责任编辑:gt

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