Caltech Tsinghua

Async 发明

Asynchronous Logic in general is the supper low power consumption solution, originally led by California Institute of Technology (Caltech).

异步逻辑设计通常是超低功耗的解决方法，源于美国加州理工学院。

  • 同步电路：使时钟信号尽可能同时到达芯片不同部分而花费的代价越来越多。而在异步电路中，局部的同步协调信号发生偏移(clock skew)是可允许的。
  • 同步电路：性能取决于最坏情况(worst-case)。而在异步电路中，性能取决于平均时延，电路的速度可以动态地适应局部电路的实际时延。
  • 同步电路：设定时钟频率只能保证其在有限的参数变化下正常工作。而异步电路具有自适应特性，可以在所有的工艺和环境参数变化下正常执行逻辑，仅相应自动调整了速度。
  • 同步电路：系统中会遇到不同模块间的同步问题和工艺移植的性能兼容问题。而在异步系统中不会出现。
  • 异步电路：因为不需要为防止时钟偏移而加入的大量时钟驱动器和缓冲器，功耗更小。不参加运算的局部电路会自动关闭电源，所以不会为无用的电路状态翻转而消耗电力。
  • 同步设计：各个局部电路在统一时钟频率上运行，几乎所有能量都集中在系统主频及其谐波附近的频段上，在这些特定频率上会产生大量噪声。而异步电路中的局部电路活动相互不相关，所以噪声谱分布更均匀，噪声峰值积累更低。
ASYNC

团队

Mika 技术负责的清华微电子所异步设计团队，为陈弘毅教授（前所长）所倡导，带领6名设计成员。
加州理工学院出身的资深异步设计团队成员： 罗晋, MS, 25年（中国技术市场开发负责人），Mika Nyström, PhD, 10年（项目领军人设计师），杨微微, MS, 5年（设计软件工具设计师）等5名。

发明人

Mika Nyström, PhD麻省理工学士，加州理工博士和博士后，资深设计顾问，加州理工软件工程教员，英国伦敦金融软件创始人和软件编程主力, 北京前沿科技咨询公司项目科学家。星月科技创始人之一和技术总监。负责先进FPGA异步单元电路的设计和嵌入式模块的体系结构设计。

中国发明

Mika 直接参与2005-06年北京芯慧同用-清华-加州理工-清华合作，北京市科委先进生产技术处150万元18个月的《异步微处理器设计方法和产品化》的补贴项目。通过该项目在被组建了中国第一个异步设计组，并设计完成了异步设计方法学的验证、异步自动机设计、基础异步数字逻辑门电路单元、芯片和处理器电路模拟仿真。后续产品雏形设计包括8051处理器、低功耗异步逻辑电路模块、用于人体内照相检测和运动部件测控的前沿医疗芯片雏形。