Estado del arte en las metodologías de diseño de circuitos digitales asíncronos
State of the art in asynchronous digital circuit design methodologies
En este artículo se presenta una síntesis de las principales características de las distintas clases de circuitos digitales asíncronos. Se describen las técnicas utilizadas en el estilo de diseño digital asíncrono. También se hace una reseña del estado actual del diseño asíncrono en la industria y de las herramientas de software utilizadas en las distintas fases de diseño.
1. INTRODUCCIÓN
El diseño asíncrono ha sido un área activa de investigación desde mediados de los años 50, cuando el foco principal eran los circuitos de relés mecánicos. En 1956, D. E. Muller y W. S. Bartky estudiaron en detalle una serie de aspectos teóricos relacionados con circuitos asíncronos; desde entonces, este campo ha tenido un número de ciclos de alto interés [1]. En años recientes ha habido un interés sin precedentes por el estilo de diseño asíncrono, tanto en el nivel académico como en el nivel industrial, lo cual se ha visto reflejado en el desarrollo de herramientas de síntesis, simulación y verificación y también en el desarrollo de circuitos integrados con una amplia variedad de aplicaciones.
Este artículo pretende despertar el interés por el estudio del estilo de diseño digital asíncrono y de las metodologías y herramientas de diseño utilizadas en la actualidad. El artículo está organizado como sigue: la sección 2, la más extensa, presenta el marco teórico en el que se describen las características generales y los tipos de circuitos asíncronos clasificados de acuerdo con modelos de retardo. La sección 3 presenta un ejemplo particular en el que se hace una comparación de desempeño entre procesadores síncronos y asíncronos. En la sección 4 se presenta una síntesis de informes presentados por la IST (Information Society Technologies) sobre el estado del diseño asíncrono en la industria y sobre el estado del arte en métodos y herramientas para el diseño de sistemas VLSI digitales asíncronos. Finalmente se presentan las conclusiones de este trabajo.
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Características de los circuitos asíncronos
De acuerdo con lo planteado en [2], el diseño lógico de hoy está basado en dos aspectos: todas las señales son binarias y el tiempo es discreto. Asumir valores binarios sobre las señales permite usar lógica Booleana para describir y manipular construcciones lógicas. Asumir que el tiempo es discreto permite ignorar los riesgos (glitches) y los retardos de la realimentación que presentan los circuitos síncronos. Los circuitos asíncronos mantienen el supuesto que las señales son binarias pero remueven el supuesto que el tiempo es discreto. Lo anterior tiene varios posibles beneficios [3],[4]:
No hay retrasos de reloj (clock Skew): ya que los circuitos asíncronos no tienen señal de reloj.
Este documento es un artículo elaborado por Rubén D. Nieto Londoño, Álvaro Bernal Noreña (Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica-Facultad de Ingeniería Universidad del Valle, Cali, Colombia.) para la Ingeniería y Competitividad Vol 7, Núm 2. Publicación de la Universidad del Valle. Colombia. Contacto: [email protected]
Recursos
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Formatopdf
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Idioma:español
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