具体描述
This book contains extended and revised versions of the best papers presented during the fourteenth IFIP TC 10/WG 10.5 International Conference on Very Large Scale Integration. This conference provides a forum to exchange ideas and show industrial and academic research results in microelectronics design. The current trend toward increasing chip integration and technology process advancements brings about stimulating new challenges both at the physical and system-design levels.
《高效能系统设计：从概念到实现的全面指南》 在这本深入的专著中，我们将一同探索构建现代高性能计算系统的复杂而迷人的世界。本书并非聚焦于某个特定的技术领域，而是旨在为读者提供一个构建、优化和实现复杂电子系统的整体视角和实用框架。我们将从最基础的概念出发，逐步深入到系统级的架构设计、关键组件的选择与集成，以及最终的验证和优化策略。 第一部分：系统设计基础与架构 我们将首先奠定坚实的设计基础，详细阐述从需求分析到系统级概念设计的整个流程。这包括理解不同应用场景下的性能指标，如吞吐量、延迟、功耗和面积等，以及如何将这些需求转化为具体的系统架构。我们将深入探讨多种主流的系统架构范式，例如流水线架构、并行处理架构、异构计算架构等，分析它们的优势、劣势以及适用的场景。在此基础上，我们将引导读者掌握模块化设计方法，如何将复杂的系统分解为可管理、可复用的功能块，并理解它们之间的接口和交互机制。 第二部分：核心组件的选型与集成 本部分将聚焦于构成高性能系统的关键组成部分。我们将详细介绍各类处理器核心（如RISC、CISC、DSP）、存储器层次结构（缓存、主存、外部存储）以及I/O接口的设计与选型原则。对于高性能系统而言，通信架构至关重要，我们将深入探讨片上网络（NoC）的设计原理、拓扑结构、路由算法和流量控制机制，以及不同类型的互连技术（如PCIe、DDR）。此外，我们还将讨论专用硬件加速器的设计考量，例如GPU、FPGA或ASIC在特定任务加速中的作用，以及如何有效地将它们集成到整体系统中。 第三部分：性能优化与功耗管理 高性能系统的设计绝不仅仅是功能的实现，更是性能的极致追求。我们将深入探讨各种性能优化技术，包括算法优化、指令级并行（ILP）、线程级并行（TLP）以及数据级并行（DLP）。我们将详细讲解缓存一致性协议、乱序执行、分支预测等微架构层面的优化手段。同时，功耗管理是现代电子系统不可或缺的一部分。我们将介绍低功耗设计技术，如动态电压和频率调节（DVFS）、时钟门控、电源门控以及软件层面的功耗优化策略。如何平衡性能和功耗，实现能效最优，将是我们重点关注的议题。 第四部分：验证、测试与可制造性 一个设计优良的系统，离不开严格的验证和测试。我们将探讨不同层面的验证方法，从功能验证到性能验证，再到形式验证。我们将深入讲解仿真技术（如事件驱动仿真、 cycle-accurate仿真）、覆盖率分析以及调试策略。此外，我们还将讨论测试的方方面面，包括芯片级测试、系统级测试以及功耗和可靠性测试。最后，我们还将简要介绍可制造性设计（DFM）和可测试性设计（DFT）的基本概念，确保设计能够顺利地通过制造和测试流程。 本书的特色： 系统性与全局观：本书强调从宏观到微观的系统性思维，帮助读者建立起对整个设计流程的全面理解。 实用性与可操作性：书中提供的设计原则、技术和方法都来源于实际工程实践，具有很强的指导意义。 前沿技术探讨：我们将触及当前计算领域的前沿技术趋势，为读者提供面向未来的设计思路。 案例分析与实践指导：书中将穿插实际的系统设计案例，深入剖析其中的挑战与解决方案，帮助读者学以致用。 无论您是电子工程、计算机科学专业的学生，还是希望提升系统设计能力的资深工程师，本书都将是您探索高效能系统设计领域的宝贵资源。它将引导您掌握从概念到实现的完整过程，帮助您打造出满足严苛性能和功耗要求的高级电子系统。
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