Implementação de circuitos assíncronos na plataforma FPGA

Resumo

O processador é talvez a conquista mais chamativa dessa pesquisa, mas, para conseguir construí- lo várias dificuldades tiveram que ser superadas. A maioria dessas dificuldades vieram do fato de circuitos assíncronos terem sido pouco visados durante muitos anos, então existem poucas informações e poucos métodos de construção já criados, mas isso também pode ser visto como uma oportunidade, pois, a cada vez que um obstáculo era superado, uma nova solução era criada. O primeiro desafio foi entender o funcionamento de cada uma das células básicas através da literatura existente, e também a dinâmica de interdependência delas dentro do Estágio Assíncrono. Paralelo a isso, as células M de N são um tópico muito difícil, já que, a princípio elas não são células básicas como as portas lógicas, e é preciso uma adaptação para simulá-las ou testá-las numa FPGA. Também entender o trânsito de dados entre os estágios assíncronos foi um tópico complidado, a chave para entender esse tópico foi muito estudo a cerca do protocolo de comunicação e entender como interigar as Células Muller dos diferentes Estágios. Como o processador foi escolhido como a prova de teste do método, foi necessário primeiro entender e projetar um processador síncrono de 8 bits. A parte síncrona foi escolhida primeiro porquê é mais fácil achar informações disponíveis, e, apesar de ser um tópico complexo, devido a ser um tópico mais bem estabelescido, foi um desafio mais fácil de superar. Por último, a maior dificuldade foi sem dúvida conectar todos os estágios de modo a garantir o correto funcionamento do processador de 8 bits. Foi necessário inserir alguns estágios buffer entre certas trasmissões, haviam muxes e demuxes assíncronos para transferências em que os dados deviam ser divididos ou juntados, e terminar a conexão de todas as Células Muller de todos os estágios para que o protocolo funcionasse sem nenhuma perda de dados em nenhum ponto do circuito foi certamente uma dificuldade enorme, mas que também trouxe grande satisfação no momento de conclusão. Olhando por uma perspectiva acadêmica, o processador não é o maior produto dessa pesquisa, e sim os métodos desenvolvidos para a superação dos obstáculos na construção do mesmo. Dessa forma os objetivos do projeto de pesquisa foram alcançados, já que foi documentada toda a a dinâmica entre os as células básicas dos circuitos assíncronos, foi referenciada e testada a meneira de projetar circuitos combinacionais NCL usando células M de N para simulação e prototipação em FPGA, e, também documentada e testada a maneira de conectar estágios assíncronos para uma correta sincronização dos dados usando o protocolo. Assim, espera-se que o leitor dessa pesquisa tenha mais facilidade ao projetar quaisquer circuitos assíncronos que seja de sua vontade, contribuindo, assim, para a divulgação do conhecimento na área.