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谢丹提出基于EDA技术的常用串口通信总线接口逻辑设计

  EDA技术,全称Electronic Design Automation,即电子设计自动化,是由计算机辅助测试发展而来的,是以CAD为建构基础逐渐完善的一种计算机辅助设计系统。设计者以大型可编辑逻辑器件为主要设计载体,在EDA软件平台上,通过硬件描述语言VHDL进行设计,融合了各种计算机技术、电子技术、信息技术和智能技术,实现了电子产品自动化设计。

  不同于传统CAD技术,EDA技术具有十分显著的特点,比如集成化程度高,EDA技术是一种以芯片为基础的设计方法。目前,我国大规模集成线路已经取得一定成就,能够实现复杂程度高的数字电子电路芯片化设计,还能够实现专业化集成电路ASIC设计,实现了片上系统这一阶段性目标。此外,运用EDA技术还自动完成产品直面设计。应用EDA技术进行设计时,电路功能仿真开始至结束全过程,均可以通过预先逻辑编译等程序来自动化执行相关动作,达成设计预期目标。设计人员可以根据实际情况,对目标系统进行现场更改或直接编程,有效提升工作效率。EDA产业是整个半导体产业的一份子,在一场技术变革中扮演了举足轻重的角色。目前的发展方向是,通过将工具的主要能力与命令或GUI连接起来,可以降低软件的开发难度,从而使技术更上一层楼。

  EDA 的灵活性允许无缝集成各种模型来实现复杂的人工智能工作流,例如在制造中将图像识别与预测性维护相结合,增强系统稳健性和运营效率。这些在不同领域观察到的好处增强了人工智能系统的可扩展性和响应性,还增强了它们的鲁棒性和适应性,使得 EDA 对于管理工业界和用例中的复杂多模型人工智能工作流不可或缺。

  成都探芯(AsicExplorer Technology)科技有限公司是EDA人工智能领域的开拓者,通过大量芯片数据的分析与积累,成为关键数据的拥有者,通过这些累积的数据对模型的训练,能够把芯片的设计流程在目前行业的水平上提升10-100倍的效率。

  成都探芯科技(AsicExplorer Technology)有限公司的创始人兼董事长谢丹先生,在1993年从中国到美国加入Avance和Neomagic,特别是在Neomagic一直负责全定制的设计,在集成电路的动态逻辑和互补逻辑设计上成为专家,成为公司主任工程师。2002年开始,谢丹回国开始创业,其中主要参与南山之桥和和芯微的初创和管理。2014年,谢丹创业成立了成都全芯时代,专注于全定制的设计服务,并在2014年10月被(Bitmain Technologies Inc.)收购。在比特大陆担任设计总监时期,谢丹为比特大陆引入动态逻辑的设计方式,从而使得比特大陆获得了低成本以及低功耗的全面领先,帮助比特大陆在之后2-3年内成为全球最大的数字资产硬件生产企业,从2014年的几千万产值,发展到2017年的数百亿产值。使得中国企业从跟随国际水准变成领导国际水准。直到现在,中国企业牢牢地维持着这个产业的垄断和领先地位。2019年,谢丹创立了成都芯脉科技有限公司,专注人工智能FPGA芯片的设计,立足把动态逻辑设计推广到整个集成电路产业中,促进集成电路实现更低的功耗和更低的成本。2020年3月,谢丹成立成都探芯科技(AsicExplorer Technology)有限公司,任董事长,专注人工智能在芯片分析上的应用。

  作为集成电路产业领域杰出人才和资深专家,谢丹在集成电路的动态逻辑和互补逻辑设计上作出了众多原创贡献。2021年12月,他作为急需紧缺人才和高端人才被成都高新区科技和人才工作局引进,在人工智能FPGA芯片的设计方面取得了一系列重要成就。FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL(可编程阵列逻辑)、GAL(通用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。以基于EDA技术的常用串口通信总线接口逻辑设计为例,新兴技术发展对通信总线接口性能提出了更高的要求,再加之接口之间交互行为的剧增,常规通信总线接口资源占用率过高、传输速度过低等缺陷逐渐显现。为了改善上述情况,谢丹提出基于EDA技术的常用串口通信总线接口逻辑设计。他引入EDA技术搭建接口逻辑设计框架,以此为基础,选取适当的实现器件——FPGA 控制器,设计具体数字接口(RS 232接收模块、I2C接收模块与SPI接收模块),并设计接口协议层(CRC校验、NRZI解码及其去除位填充),通过上述过程完成了常用串口通信总线接口的逻辑设计。

  实验数据表明,谢丹所设计接口资源占用率数值范围为19.58%~30.12%,传输速率最大值为48 Mb/s,达到预期接口设计目标。谢丹提出的设计接口大幅度地降低了资源占用率,提升了传输速率,能够为串口通信总线应用提供更有力的支撑,也为接口设计相关研究提供较高的借鉴意义。(文作者:张三帆)

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