本文關(guān)鍵詞：低功耗異步FFT電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 低功耗技術(shù) 高魯棒性 異步時(shí)序電路 快速傅里葉變換

【摘要】：集成電路從誕生至今近六十年里,一直突飛猛進(jìn)地發(fā)展。工藝線寬、工作頻率、電路規(guī)模等關(guān)鍵技術(shù)一次次革新,不斷挑戰(zhàn)著人類認(rèn)知的極限。如今工藝線寬最小達(dá)到了10nm,工作頻率早已突破GHz,電路規(guī)模突破百億顆晶體管集成。然而隨著集成度增高,而不斷增高的功耗成為制約集成電路發(fā)展的一大阻礙。因此,低功耗技術(shù)的研究和應(yīng)用如今成了集成電路設(shè)計(jì)的一個(gè)熱門(mén)課題。市場(chǎng)上對(duì)低功耗集成電路的需求也越來(lái)越大,特別是對(duì)功耗有嚴(yán)格要求的產(chǎn)業(yè),如醫(yī)療器具、國(guó)防科技、手機(jī)通信等。在眾多低功耗技術(shù)中,異步時(shí)序電路結(jié)構(gòu)因其天生的低功耗、高魯棒性等特性而受到青睞。如今工藝線越來(lái)越小,電路集成度越來(lái)越高,異步時(shí)序電路相對(duì)于同步時(shí)序電路對(duì)電路功耗的降低愈發(fā)明顯。由于集成電路發(fā)展至今絕大部分一直采用的是同步時(shí)序電路結(jié)構(gòu),集成電路設(shè)計(jì)從前端到后端具有一套完整的設(shè)計(jì)EDA工具和設(shè)計(jì)流程。而異步時(shí)序電路雖然起步也很早,但是一直未得到發(fā)展,相應(yīng)的CAD軟件和設(shè)計(jì)策略極度匱乏。本論文基于異步時(shí)序電路的基本理論和現(xiàn)有的異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法,提出了基于AMS的異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法,并成功設(shè)計(jì)了一款異步32位booth乘法器,驗(yàn)證了所提出方法的可行性�？焖俑道锶~變換(FFT)作為如今信號(hào)處理中最常用的數(shù)據(jù)處理方式,專門(mén)的FFT處理器廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療、通信、航空等產(chǎn)業(yè)中。本論文為設(shè)計(jì)一款具有低功耗性質(zhì)的快速傅里葉變換處理器,引進(jìn)了異步時(shí)序電路結(jié)構(gòu)。最終異步FFT處理器通過(guò)采用基于AMS的異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn),并在0.13μm CMOS工藝線寬下進(jìn)行綜合。為分析其低功耗特性,同時(shí)設(shè)計(jì)一款相同規(guī)格的同步快速傅里葉變換處理器,在50MHZ時(shí)鐘頻率和相同環(huán)境條件下對(duì)比兩者性能。通過(guò)分析,異步FFT處理器雖然相對(duì)于同步快速傅里葉變換處理器具有4.5%的面積額外消耗,但是降低了8%的功耗。
【關(guān)鍵詞】：低功耗技術(shù) 高魯棒性 異步時(shí)序電路 快速傅里葉變換
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN402
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究意義12-13
• 1.4 研究目的13
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第二章 FFT處理器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論15-24
• 2.1 離散傅里葉變換（DFT）15-16
• 2.2 快速傅里葉變換（FFT）16-21
• 2.3 快速傅里葉變換處理器基本架構(gòu)21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法探究24-36
• 3.1 異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)理論24-32
• 3.1.1 同步時(shí)序電路與異步時(shí)序電路24-25
• 3.1.2 Muller C單元和Muller流水線25-28
• 3.1.3 異步時(shí)序電路握手協(xié)議28-32
• 3.2 異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法探究32-35
• 3.2.1 異步時(shí)序電路方法簡(jiǎn)介32
• 3.2.2 基于AMS的異步時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法32-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第四章 異步FFT的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-52
• 4.1 異步FFT整體架構(gòu)36-37
• 4.2 FFT子模塊電路設(shè)計(jì)37-51
• 4.2.1 存儲(chǔ)器的選擇37-40
• 4.2.2 狀態(tài)控制單元和地址生產(chǎn)單元40-44
• 4.2.3 異步蝶形運(yùn)算單元的設(shè)計(jì)44-50
• 4.2.4 局部時(shí)鐘生成器設(shè)計(jì)50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 異步FFT功能驗(yàn)證及功耗分析52-57
• 5.1 異步FFT處理器功能驗(yàn)證52-53
• 5.2 異步FFT處理器功耗分析53-56
• 5.2.1 異步乘法器性能分析54-55
• 5.2.2 異步蝶形運(yùn)算單元性能分析55-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 總結(jié)57
• 6.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果64-65

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本文編號(hào)：1040734