Enkeltfag 5 ECTS

Design af asynkrone kredsløb

Overordnede kursusmål

At introducere deltagerne til asynkrone kredsløb. Dette omfatter primært kredsløb som opererer helt uden et kloksignal, men også såkaldt globalt-asynkrone lokalt-synkrone kredsløb, dvs. synkrone kredsløb med flere uafhængige klokdomæner. Kurset vil motivere brugen af asynkrone kredsløb, og formidle grundlæggende begreber og teorier, således at deltagerne bliver i stand til: (1) at konstruere beregnings- og kontrolkredsløb, og (2) at læse og forstå litteraturen på området.

See course description in English

Læringsmål

  • Vurdere og redegøre om der med fordel kan anvendes asynkrone kredsløb i forbindelse med realiseringen af et digitalt kredsløb til en given applikation – herunder hvilken betydning det får for kredsløbets egenskaber (energi, hastighed, areal, etc.).
  • Realisere gængse handshake komponenter som benytter gængse handshake protokoller.
  • Specificere og konstruere ”speed-independent” kontrolkredsløb ved anvendelse af relevante designmetoder og CAD-værktøjer.
  • Konstruere mindre beregningskredsløb ved manuelt at sammensætte såkaldte handshake komponenter.
  • Vurdere hvilken handshakeprotokol det vil være mest hensigtsmæssig at anvende i en given situation.
  • Redegøre for hvad det vil sige at et kredsløb er ”speed-independent” eller ”delay-insensitive” og kan analysere hvorvidt mindre (kontrol)kredsløb besidder en af disse egenskaber.
  • Analysere og optimere hastigheden af mindre kredsløb, som er opbygget af handshake komponenter; dels på baggrund af kvalitative ræsonnementer og dels på baggrund af egentlige kvantitative beregninger.
  • Redegøre for de problemer (metastabilitet og synkronisering) der er forbundet med at kommunikere mellem flere klok domæner, anvise mulige løsninger, og ræsonnere om disses ydeevne og pålidelighed.

Kursusindhold

Motivation for brugen af asynkrone kredsløb. Grundlæggende begreber, kommunikationsprotokoller og kredsløb. Analyse af hastighed: kvalitativt og kvantitativt (latenstid, bølgelængde og cyklustid). Grundlæggende teoretiske begreber: klassifikation (self-timed, speed-independent, delay-insensitive), hazard, isokrone signal-forgreninger og arbitrering. Kontrol kredsløb: syntese af hastighedsuafhængige kredsløb ud fra ‘signal transition graph’ specifikationer. Beregningskredsløb: konstruktion af effektive beregningskredsløb med indikation af afslutning. Sammenhæng mellem kommunikationsprotokoller og tilhørende kredsløbsrealisering. Design strategier/metoder: Statiske ‘data-flow’ strukturer og syntese fra hardwarebeskrivende sprog. Globalt asynkrone lokalt synkrone systemer, herunder digitale kredsløb med flere klokdomæner. Synkronisering ved overførsel af data mellem uafhængige klokdomæner. Eksempler: Udvalgte (kommercielle) asynkrone IC’er. Forskningsperspektiver.

Anbefalede forudsætninger

02203/02139, God baggrund i digitalelektronik

Undervisningsform

Selvstudium og gruppearbejde drevet af et projekt. Lejlighedsvise møder med underviseren efter aftale.

Fakultet

Bemærkninger

Kurset udbydes i foråret 2024 for særligt interesserede studerende. Undervisningsformen er selvstudium og gruppearbejde drevet af et projekt. Projektet kan danne basis for en konferenceartikel. Lejlighedsvise møder med underviseren efter aftale.

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog
Varighed

13 uger

Institut

Compute

Sted

DTU Lyngby Campus

Kursus ID 02204
Kursustype Kandidat
Semesterstart Uge 5
Semester slut Uge 19
Dage man 13-17
Pris

7.500,00 kr.

Tilmelding