Sequential Optimization of Asynchronous and Synchronous Finite-State Machines: Algorithms and Tools

سیستم های دیجیتال ناهمزمان یا بدون کلاک چندین مزیت بالقوه نسبت به همتایان همزمان خود دارند. به طور خاص، آنها به تعدادی از مشکلات چالش برانگیز که توسط طراحان سیستم‌های دیجیتال سنکرون در مقیاس بزرگ با آن مواجه هستند، می‌پردازند: مصرف انرژی، محدودیت‌های زمان‌بندی بدترین حالت، و مسائل مهندسی و طراحی مرتبط با استفاده از ساعت جهانی با نرخ ثابت. علاوه بر این، در حالی که برای سیستم‌های سنکرون این مشکلات با افزایش اندازه سیستم تشدید می‌شوند، سیستم‌های ناهمزمان وعده می‌دهند که مقیاس‌پذیری بیشتری داشته باشند.
بهینه‌سازی ترتیبی ماشین‌های حالت محدود ناهمزمان و سنکرون: الگوریتم‌ها و ابزارها سه سهم در زمینه بهینه‌سازی ترتیبی برای ماشین‌های حالت محدود دارد: 1) آن چندین الگوریتم بهینه قابل اثبات جدید برای سنتز و بهینه سازی ماشین های حالت محدود ناهمزمان (FSM) معرفی می کند. 2) اجرای نرم افزار عملی هر یک از این الگوریتم ها را ارائه می دهد. و 3) یک بسته کامل CAD جدید به نام MINIMALIST معرفی می کند که این ابزارها را به یک مسیر سنتز مستقل از فناوری پیشرفته برای مدارهای ناهمزمان «حالت انفجاری» متصل می کند. در سراسر این کتاب، طرح‌های صنعتی دنیای واقعی به‌عنوان مدارهای معیار برای تأیید سودمندی ابزارها استفاده می‌شوند. به عنوان یک مزیت اضافی، برخی از تئوری ها و ابزارها همچنین روش های جدیدی را برای بهینه سازی FSM های همزمان ارائه می دهند.

Asynchronous, or unclocked, digital systems have several potential advantages over their synchronous counterparts. In particular, they address a number of challenging problems faced by the designers of large-scale synchronous digital systems: power consumption, worst-case timing constraints, and engineering and design reuse issues associated with the use of a fixed-rate global clock. Moreover, while for synchronous systems these problems are exacerbated by increasing system size, asynchronous systems promise to scale more gracefully.
Sequential Optimization of Asynchronous and Synchronous Finite-StateMachines: Algorithms and Tools makes three contributions to the field of sequential optimization for finite-state machines: 1) it introduces several new provably-optimal algorithms for the synthesis and optimization of asynchronous finite-state machines (FSMs); 2) it presents practical software implementations of each of these algorithms; and 3) it introduces a complete new CAD package, called MINIMALIST, binding these tools into a state-of-the-art technology-independent synthesis path for `burst-mode' asynchronous circuits. Throughout this book, real-world industrial designs are used as benchmark circuits to validate the usefulness of the tools. As an additional benefit, some of the theory and tools also provide new methods for the optimization of synchronous FSMs.