ASIC设计中一种通用型并行设计方法

我是个“低调”的人，总不喜欢表达出来，对异性如此，对工作也是如此。在翔哥的鼓励下，决定把自己工作的一些经验和思考写下来，和同道们一起分享。

ASIC设计中一种通用型并行设计方法：

1）流水网的概念提出

IC设计中的控制有串行和并行两种思想。状态机方法反应了串行控制思想，有软件的思路，比较好理解，新手比较喜欢用。流水线方法是并行处理的思想，比较抽象，因为其效率高，老手喜欢用。从“流水线“的名字就容易知道，它只是一维的一条线，一个设计中可以有很多条。小设计中可能很容易设计，但对于大设计，流水线会很多条，条与条之间还有交叉，给同步带来很大的麻烦。显然还用流水线的思想去考虑并行的硬件设计显然就力不从心了。因而我们提出二维的流水网的概念，以完善并行设计思想。

2）流水级的概念提出及实现

一条流水线就像一个产品代理线。例如我是一件产品中间的一级代理，我有我的上级代理，我也有我的下级代理。对于很大的一个代理系统中，我只需要和我的上级和下级打交道就可以了，而不会跨级（例如我的上上级或者下下级）。只有我仓库有货，我就可以往下出货，出货成功的条件是刚好下级也要货。一方面只要仓库没有满，我就可以向上级要货，另一方面，即使我的仓库满了，但现在刚好会出货，我也可以向上级要货，入货成功的条件是刚好上级也有货。入货和出货同时进行，正是并行系统的体现。这是典型的互联网分布式设计思想。因而我们可以提出流水级的概念。在流水级中，我们用upen表示上级可以出货，uprdy本级可以入货，dnen表示本级可以出货，dnrdy表示下级可以入货。本级入货成功的条件是上级可以出货并且本级可以入货（upen&uprdy），本级出货成功的条件是本级可以出货，下级可以入货（dnen&dnrdy）。

3）流水节点的概念的提出及实现

一条流水线里面的流水级的上下级都只有一个，但在两端的流水级则可能有多个在其他流水线上的上下级。流水节点实现他们之间的同步，从而形成流水网络。需要同步的每个流水级都有一组输入和输出信号（可能是upen和uprdy的一组信号，也可以dnen和dnrdy的一组信号），本组输出信号就是除本组输入信号外的所有输入信号求与。

4）流水级，流水线，流水节点流水网的关系

流水级是一个点，多个流水级首尾相连可以形成流水线，多条流水线通过流水节点同步形成流水网。流水网可以实现任何的并行任务。

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