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Advanced Multi-core Systems-on-Chip

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简介：
《Advanced Multi-core Systems-on-Chip》一书深入探讨了多核系统芯片的设计与实现，涵盖了从架构优化到能耗管理等多个方面。 《Advanced Multicore Systems-On-Chip: Architecture, On-Chip Network, Design》由Abderazek Ben Abdallah编写，ISBN-10为9811060916，ISBN-13为9789811060915。本书第一版于2017年出版，共273页。 该书全面介绍了新兴的多核心系统芯片（MCSoCs）硬件和软件设计的发展趋势和技术细节，涵盖了从基本架构、互连到功耗优化等多个方面，并且可以作为高级课程的教学参考书籍。前三章分别介绍MCSoC架构、设计挑战及传统方法以及主要构建模块。 第四至第六章深入探讨了多核与许多核心系统芯片上的基础和先进的片上互联网络技术，帮助读者理解在延迟、面积和功耗约束下至关重要的片上路由器及其接口的微体系结构。随着多核系统的普及，并发性成为编程人员日常工作中的一大挑战，因此编译器及软件开发工具对于创建高性能程序至关重要。 第七章描述了一种新颖的并行化编译器设计用于高性能计算；第八章详细探讨了MCSoCs在组件和网络层面减少功耗的技术方法。第九章则展示了一个面向老年人健康监测的真实嵌入式多核心系统芯片的设计案例。

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  • Advanced Multi-core Systems-on-Chip
    优质
    《Advanced Multi-core Systems-on-Chip》一书深入探讨了多核系统芯片的设计与实现，涵盖了从架构优化到能耗管理等多个方面。 《Advanced Multicore Systems-On-Chip: Architecture, On-Chip Network, Design》由Abderazek Ben Abdallah编写，ISBN-10为9811060916，ISBN-13为9789811060915。本书第一版于2017年出版，共273页。 该书全面介绍了新兴的多核心系统芯片（MCSoCs）硬件和软件设计的发展趋势和技术细节，涵盖了从基本架构、互连到功耗优化等多个方面，并且可以作为高级课程的教学参考书籍。前三章分别介绍MCSoC架构、设计挑战及传统方法以及主要构建模块。 第四至第六章深入探讨了多核与许多核心系统芯片上的基础和先进的片上互联网络技术，帮助读者理解在延迟、面积和功耗约束下至关重要的片上路由器及其接口的微体系结构。随着多核系统的普及，并发性成为编程人员日常工作中的一大挑战，因此编译器及软件开发工具对于创建高性能程序至关重要。 第七章描述了一种新颖的并行化编译器设计用于高性能计算；第八章详细探讨了MCSoCs在组件和网络层面减少功耗的技术方法。第九章则展示了一个面向老年人健康监测的真实嵌入式多核心系统芯片的设计案例。
     
  • Research on Formation-Containment Control of Multi-Agent Systems: Theory and Experiment
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    本研究聚焦多智能体系统的编队保含控制问题，涵盖理论分析与实验验证两个方面，致力于探索有效的分布式控制策略以实现复杂任务协作。 Formation-containment control theory and experimental analysis for multiple multirotor unmanned aerial vehicle systems
     
  • On-Chip Networks (Second Edition) 2017
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    《On-Chip Networks (Second Edition)》是2017年出版的一本关于片上网络设计与实现的专业书籍，详细介绍了新一代集成电路中的互连技术。 这本书面向熟悉基本计算机架构概念的工程师和研究人员，旨在介绍片上网络的相关知识。本书精炼地总结了片上网络设计中最关键的概念，并为读者提供了解其基础知识以及前沿研究成果概览的资源。我们相信，既能传授基础理论又能展示最新设计方案的概述对研究生及工业界工程师都将大有裨益。尽管这不是一本详尽无遗的教材，但我们希望阐明基本概念并揭示片上网络研究中的趋势与空白领域。
     
  • Technical Note on Micron DDR Chip
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    本文为技术文档，主要介绍Micron公司生产的DDR内存芯片的技术规格和应用特点。适合硬件工程师和技术爱好者参考学习。 Micron DDR芯片的通用DDR SDRAM功能。
     
  • 片上网络（ON-Chip Networks）
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    片上网络（ON-Chip Networks）是指在单个芯片内实现的一种互连结构，用于连接多个计算核心和其他功能模块，以提高处理器内部的数据传输效率和并行处理能力。 片上网络（On-chip Networks）是数字电路中各子系统之间进行通信的一种手段。它通过在硬件层面上搭建类似于“计算机网络”的电路结构，实现各组成部分之间的数据交换。与更高维度的“计算机网络”相比，片上网络具有信道距离短、数据传输速率快等根本特点。 片上网络可以被视为一个系统，因为它集成了许多组件，包括通道、缓冲器、开关和控制逻辑。各终端多为处理器或内存这一级别的组件。随着芯片上组件数的增加，直接链接所有元件所需的布线量将变得难以承受，因此片上网络的出现解决了这一问题。 片上网络的设计可以分解为各种构建块，包括拓扑结构、路由、流量控制、路由器微体系架构和链路体系架构。与传统的基于总线的信息传输系统相比，片上网络突破了SoC在长总线传输、设计方法和结构可扩展性方面存在的技术瓶颈，提高了处理核的利用率、链路使用率及网络的可拓展性。 随着技术的发展，片上网络正在快速取代总线和交叉开关（Crossbars），成为数字电路中的主流通信方式。如需更多信息，建议查阅相关的专业书籍或咨询相关领域的专家。 ### 片上网络（On-chip Networks）：关键技术与发展趋势 #### 一、片上网络的概念与作用 片上网络是一种用于数字集成电路中各子系统间高效数据交换的技术手段。它通过在硬件层面构建类似于计算机网络的电路结构，实现了不同组件之间的快速通信。相比传统意义上的计算机网络，片上网络具有信道距离短和传输速率快的特点。 #### 二、片上网络的基本组成 片上网络可以被视为一个复杂的系统，因为它集成了多种不同的组件： - **通道（Channels）**：用于数据包的物理路径。 - **缓冲器（Buffers）**：存储等待发送的数据包。 - **开关（Switches）**：负责决定数据传输的方向。 - **控制逻辑（Control Logic）**：管理整个网络的操作。 终端节点通常是处理器、内存等高性能组件。随着芯片上集成度的增加，传统的直接连接方法会遇到严重的布线复杂性和延迟问题，而片上网络则有效地解决了这些问题。 #### 三、片上网络的设计要素 片上网络设计涉及多个方面： - **拓扑结构（Topology）**：定义了不同节点之间的物理布局。 - **路由（Routing）**：决定数据包如何从源点传输到目的地。 - **流量控制（Flow Control）**：确保整个系统的正常运行，防止过载情况发生。 - **路由器微体系架构（Router Microarchitecture）**：涉及到具体实现细节的内部结构设计。 - **链路体系架构（Link Architecture）**：规定了网络中数据传输的标准和协议。 与传统的基于总线的信息传输系统相比，片上网络在长距离通信、设计方法以及可扩展性方面取得了显著进步。这些改进提高了处理核心使用效率、链路的利用率及整体系统的灵活性。 #### 四、片上网络的应用与挑战 随着技术的发展，片上网络正逐步取代传统的总线和交叉开关结构，在数字电路设计中占据主导地位。这种趋势不仅在学术研究领域得到体现，在工业界也得到了广泛应用。然而，伴随着计算能力的提升及应用场景多样化的需求增加，片上网络面临新的挑战： - **功耗管理**：如何优化数据传输效率的同时减少能耗。 - **可扩展性**：随着芯片尺寸增大和复杂度提高，保证系统性能不受影响。 - **可靠性和容错性**：确保高可靠性并具备故障容忍能力。 - **安全性和隐私保护**：在开放环境中保障信息安全和个人隐私。 #### 五、参考资料与进一步学习 对于希望深入了解片上网络的工程师或研究人员来说，《On-Chip Networks, Second Edition》这本书非常值得一读。该书由Natalie Enright Jerger、Tushar Krishna和Li-Shiuan Peh共同编写，涵盖了基础知识及最新研究成果，并探讨了未来的研究方向和技术趋势。本书对研究生和业界工程师都具有很高的参考价值。 片上网络作为一项前沿技术，在数字电路设计中扮演着至关重要的角色。随着技术的进步和发展，它将在未来的计算系统中发挥更加关键的作用。
     
  • On-Chip ESD Protection for Integrated Circuits
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    本论文探讨了集成电路中的片上ESD保护技术，分析了不同类型的ESD防护电路的设计与应用，并提出了优化方案以提高芯片的可靠性和性能。 This comprehensive and insightful book delves into ESD protection circuit design challenges from the perspective of an IC designer. On-Chip ESD Protection for Integrated Circuits: An IC Design Perspective offers both fundamental and advanced materials necessary for a circuit designer to create effective ESD protection circuits, covering: - Testing models and standards established by various organizations such as the U.S. Department of Defense, EIAJEDEC, ESD Association, Automotive Electronics Council, International Electrotechnical Commission. - Analysis of ESD failures, protective devices, and sub-circuit protection strategies. - Comprehensive whole-chip ESD protection techniques along with methods for analyzing interactions between ESD events and circuit performance. - Advanced low-parasitic compact structures designed specifically for RF (Radio Frequency) and mixed-signal ICs to minimize interference while ensuring robust ESD protection. - Mixed-mode simulation-design methodologies aimed at predicting the interaction of ESD events with circuits, enhancing predictive accuracy in design processes. The book is equipped with numerous real-world examples illustrating practical applications. It serves as a valuable reference for practicing IC designers and can also be used as a textbook for students studying in the field of integrated circuit design.
     
  • Lectures on Network Systems
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    《网络系统讲座》是一本全面介绍网络系统理论与应用的教材或参考书，涵盖从基础概念到高级主题的内容。 Francesco Bullo is a Professor in the Mechanical Engineering Department at the University of California, Santa Barbara. He received his Laurea degree “summa cum laude” in Electrical Engineering from the University of Padova, Italy, in 1994 and his Ph.D. degree in Control and Dynamical Systems from the California Institute of Technology in 1999. From 1998 to 2004, he was an Assistant Professor at the Coordinated Science Laboratory at the University of Illinois at Urbana-Champaign. Since joining UCSB in 2004, Bullo has been affiliated with multiple departments and research centers. Professor Bullo’s research focuses on modeling, dynamics, and control of multi-agent network systems, particularly applied to robotic coordination, power systems, distributed computing, and social networks. His previous work includes contributions to geometric control theory, Lagrangian systems analysis, vehicle routing problems, and motion planning algorithms. He has published over 270 articles in international journals, books, and conferences. Professor Bullo is the co-author of several influential books: Geometric Control of Mechanical Systems (Springer, 2004), with Andrew D. Lewis; Distributed Control of Robotic Networks (Princeton University Press, 2009); and “Lectures on Robotics Planning and Kinematics” (SIAM, under review in 2016). His book titled Lectures on Network Systems, published by CreateSpace in 2018, is available for download from his website. Professor Bullo has been recognized with numerous awards including Fellow of IEEE and IFAC. He currently serves as a Distinguished Lecturer of the IEEE Control Systems Society and received the 2018 Distinguished Scientist Award from the Chinese Academy of Sciences. His research papers have won several prestigious prizes, such as CSM Outstanding Paper Award (IEEE CSS, 2008), Hugo Schuck Best Paper Award (AACC, 2011), SIAG/CST Best Paper Prize (SIAM, 2013), Automatica Best Paper Prize (IFAC, 2014), Guillemin-Cauer Best Paper Award (IEEE CAS, 2016) and TCNS Outstanding Paper Award (IEEE CSS, 2016). Professor Bullo has supervised or co-supervised over twenty PhD students who have received awards for their work at major conferences. He was awarded the UCSB Outstanding Graduate Mentor Award in 2015 and the UIUC COE Outstanding Advisor Award in 2004. In addition to his research and teaching, Professor Bullo has served on various committees of the IEEE Control Systems Society since 2007, including Vice-President for Technical Activities (2011-2012), Vice-President for Publications (2013-2014) and Program Chair at the 2016 IEEE Conference in Decision and Control. He is set to serve as President Elect / President / Past President of the society from 2017 through 2019. Furthermore, Professor Bullo has been a member on several editorial boards including IEEE Transactions on Automatic Control, “ESAIM: Control, Optimization, and Calculus of Variations,” “SIAM Journal of Control and Optimization” as well as “Mathematics of Control, Signals and Systems.” From July 2013 to June 2017, Professor Bullo served as the Chair of the Mechanical Engineering Department at UCSB. In this position, he managed academic personnel matters, educational programs, facilities management, governance issues, finances, communication strategies and development initiatives.
     
  • Power Methodology Handbook for System-on-Chip Design.pdf
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    《Power Methodology Handbook for System-on-Chip Design》是一本专注于系统级芯片（SoC）设计中的低功耗技术的权威指南。本书深入探讨了实现高效能与低能耗之间的平衡策略，为工程师提供了详尽的设计方法和实用工具，是从事SoC开发人员不可或缺的参考书籍。 Synopsys出品的经典低功耗书籍。
     
  • Low Power Methodology Manual for System-on-Chip Design.rar
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    《低功耗方法学手册》是一份针对片上系统设计的专业资料，旨在指导工程师采用先进的技术与策略优化芯片能耗，提升产品性能和市场竞争力。该手册内容详实，是相关领域不可多得的学习资源。 《低功耗SoC设计方法学手册》是针对系统级芯片（System-on-Chip, SoC）设计领域的一项重要技术指南。在现代电子设备中，SoC扮演着核心角色，尤其是在移动通信、物联网（IoT）和嵌入式系统等应用中。随着对能源效率的不断追求，低功耗设计已经成为SoC设计的关键因素之一。本手册详细阐述了如何在SoC设计过程中实施低功耗策略，以实现更高的能效和更长的电池寿命。 该手册主要涵盖了以下几个方面： 1. **电源管理**：这是降低SoC功耗的核心技术，包括电源域划分、动态电压频率缩放（DVFS）、多电压岛设计以及睡眠模式与唤醒机制。这些技术允许芯片在不同工作状态间灵活切换，从而节约能源。 2. **层次化优化**：从逻辑门到模块再到整个系统层面的低功耗设计需要贯穿始终。例如，在门级可以采用低功耗逻辑门；在模块级可以通过使用功耗分析工具进行优化；而在系统层级，则需考虑性能和能耗之间的平衡。 3. **电路设计技巧**：包括应用低功耗晶体管技术、优化时钟树结构、减少开关活动以及利用节能型IO接口设计等策略，以进一步降低芯片的功率消耗。 4. **综合与布局布线**：通过使用先进的算法进行逻辑综合和布局布线可以有效减少系统能耗。例如，最小化关键路径延迟有助于降低静态功耗；而优化布线则能减少互连电容，从而降低动态功耗。 5. **测试验证**：在设计流程中实施低功耗测试与验证至关重要。这包括建立准确的功率模型、进行功率仿真以及添加和检查功率约束等步骤。 6. **功耗分析建模**：使用如Power Estimation Tools（PETs）之类的工具预测并分析不同工作条件下的能耗分布，帮助设计师做出更合理的决策。 7. **IP复用与协同设计**：在集成多种知识产权核时需要考虑它们之间的相互作用和功率协同。通过合理选择及配置这些组件可以实现整体功耗的降低。 8. **低功耗设计规范**：遵循行业标准（如IEEE 1801 和 UC Berkeley ASAP7 PDK）有助于确保设计方案具有良好的兼容性和可移植性。 9. **软件与硬件协同优化**：在SoC开发过程中，软硬结合可以进一步减少能耗。例如通过智能调度和任务分配，可以使处理器更高效地工作。 10. **封装层面的低功耗设计**：包括热管理、选择合适的封装材料以及考虑电源及信号完整性等措施以降低整体系统功率。 《手册》为SoC设计师提供了一套全面的设计指南，覆盖了从概念阶段到最终实现的所有过程。这有助于确保在满足性能要求的同时达到最低能耗的目标，并推动电子设备向更加环保的方向发展。
     
  • De-embedding Techniques within Advanced Design Systems
    优质
    本文探讨了在高级设计系统中应用去嵌入技术的方法和技巧，旨在提高电路模型精度与设计效率。 Advanced Design System (ADS) by Keysight provides excellent resources for understanding de-embedding techniques in the context of RF parameter extraction.