基于FIFO的GALS异步包装电路改进与优化

"该资源是一篇2011年的学术论文，发表于浙江大学学报（理学版），主要探讨了一种改进的GALS（全局异步、局部同步）异步包装电路设计，用于提高片上网络（NoC）的通信效率。论文作者通过采用通用的数字ASIC设计流程和FIFO技术，提出了一种新的异步包装方案，实现了信号传输的高效性和简化了设计验证与集成过程。实验结果显示，这种包装电路在吞吐率和延迟方面有显著提升。" 本文的重点是GALS（全局异步、局部同步）架构在片上网络（NoC）中的应用。GALS架构允许不同部分的电路以各自独立的时钟运行，从而减少了时钟分布的开销和功耗，特别是在大型SoC（系统级芯片）中。然而，传统的GALS方法需要定制的异步包装电路，这增加了设计复杂性，对验证和系统集成造成挑战。 论文提出了一种创新的解决方案，即基于FIFO（先进先出）的异步包装电路。FIFO是一种存储器结构，用于暂时存储数据，以便在不同时钟域之间进行同步传输。通过使用FIFO，设计者可以克服异步接口之间的时序问题，确保数据的正确传输。 这种新设计的关键优点在于，它只需要两步操作即可完成一个信号的传输，极大地提升了通信吞吐率。这意味着数据可以在不同速度或不同时钟域的组件之间快速有效地流动，这对于处理高带宽需求的NoC至关重要。此外，由于这种方法基于标准单元，它能够更好地适应通用的数字ASIC设计流程，简化了设计流程，有利于验证和整体系统的集成。 实验结果证实了这种改进的包装电路在性能上的优越性，包括更高的吞吐率和显著降低的延迟。这意味着在保持系统性能的同时，可以减少等待时间，提高整体系统的响应速度，这对于实时和高性能的应用至关重要。 这篇论文为GALS架构提供了一种更有效、更易集成的异步包装方法，对于提升片上网络的性能和设计效率具有重要意义。这一成果不仅为 ASIC 设计者提供了新的工具，也为未来NoC和异步系统的设计提供了理论和技术支持。