Hardware description language modelling and synthesis of superconducting digital circuits
Nicasio Maguu Muchuka · SUNScholar (Stellenbosch University) · 2017
Die energie verbruik en verwerkingspoed van hoë-spoed rekenaars bedreig die veranderings gemak waarmee sisteme vanaf peta-na exa-skaal opgeskaal kan word.Die verkleinings tegnieke wat tot dus ver deur die Complimentary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) gemeenskap gebruik word om die tegnologie af te skaal het die fisiese perke van die tegnologie bereik.Supergeleidende geïntegreerde stroombaan tegnologie is 'n gepaste kandidaat vir die vervang van CMOS-tegnologieë, maar het nog talle probleme as dit kom by die ontwerp sagteware en outomatisering.In die studie word metodes ondersoek en beskryf om Single Flux Quantum (SFQ) stroombane te modelleer deur middel van Hardware Description Language (HDL); waarna 'n sintese metode gebruik word om 'n Rapid Single Flux Quantum (RSFQ) stroombaan te sinteseer.Dié verhoog die gehalte van ontwerp wat op 'n logika en gedragsvlak gedoen kan word.'n Steekproef word eers gedoen om die relevante sagteware pakkette te identifiseer wat vrylik beskikbaar is, waarna 'n besluit geneem word oor die stel sagteware wat gepas is vir elke stadium van die ontwerp proses.Tweedens word elke logiese sel in die RSFQ en Adiabatic Quantum Flux Parametron (AQFP) sel-biblioteek gesimuleer op stroombaan vlak op die stroombaan gedrag te bepaal.Vir die RSFQ selle word die tydsverloop parameters bepaal waarmee die voortplantings vertraging beskryf kan word as 'n funksie van die voorspanning.Verder, om HDL modelle te bou, word 'n metode voorgestel en gebruik vir AQFP stroombane.Vir RSFQ stroombane word klaar bestaande metodes aangepas om wiskundig die selvertraging in ag te neem.Die resulterende HDL modelle bevat dan beide die AQFP en RSFQ HDL selbiblioteke.Laastens word 'n voorgestelde sintese metode, gerig op RSFQ selle, suksesvol geïmplementeer waarna dit getoets word met sommeerders van verskillende data wydtes (1 tot 64 bis).Die voorgestelde sagteware pakket beloof dus om dit moontlik te maak vir ontwerpers om supergeleidende geïntegreerde stroombane te kan ontwerp en modelleer met slegs vrylik beskikbare sagteware.Daarbenewens laat die wiskundige vergelykings wat gebruik word vir die verteenwoordiging van logikavertraaging toe dat 'n stoombaan gesimuleer kan word op logika vlak vir enige voorspanning solank dit binne die perke van die stroombaan bly.Verder kan die sintese metode wat geïmplementeer word, logika ontwerpers toelaat om stroombane te ontwerp, al het hul geen kennis van supergeleidende stroombaan ontwerp nie.