Как работает ретайминг в систолических массивах?

Question

Как работает ретайминг в систолических массивах (используемых в сигнальных процессорах)? Я читал, что есть некоторое понятие отрицательной задержки, которое используется, но как задержка может быть отрицательной, и если это просто абстракция, то как она помогает?

Answer 1

Основная модель ретайминга состоит в том, что у вас есть волновые фронты регистров, связанных между собой комбинационной комбинацией логики, и вы улучшаете синхронизацию или площадь результирующей цепи, переставляя регистры в разных точках цепи так, чтобы каждый путь через логика все еще проходит через то же количество регистров. Для простого примера, допустим, что у вас есть логический элемент И, который подает регистр, самый длинный путь к входу регистра равен 12 нс, самый длинный путь с выхода регистра равен 6 нс, задержка логического элемента И составляет 3 нс, и вам нужно сократить время цикла до 10 нс. Этого можно достичь, удалив регистр и заменив его двумя регистрами, по одному на каждом входе логического элемента И, синхронизированных с теми же часами, что и исходный регистр. Теперь вы сократили самый длинный входной путь до 9 нс, расширили выходной путь до 9 нс и достигли своей цели тактового цикла. По сути, вы добавили -3ns к эффективному времени прибытия в регистр (и добавили +3 нс к эффективному времени вывода).

Доступна измененная версия оригинальной статьи Лейзерсона и Саксона о переоснащении здесь . В Википедии есть приличная, хотя и короткая статья на эту тему с несколькими ссылками. Если у вас есть доступ к IEEE Xplore или цифровой библиотеке ACM, поиск по материалам Конференции по автоматизации проектирования или Международной конференции по автоматизированному проектированию в поисках усовершенствования должен привести к появлению большого количества статей - это было активной областью исследований в течение многих лет. .