Kretsarkitektur

Kretsarkitektur är den övergripande organiseringen av en elektronisk krets eller ett system, och beskriver hur funktionella enheter är uppdelade och hur de kopplas samman för att uppnå önskad funktion och prestanda. Den kan gälla både digitala och analoga kretsar och täcker flera abstraktionsnivåer, från systemnivå till transistor-nivå.

Inom digital kretsdesign fokuserar arkitekturen ofta på datapath och kontrollenhet, minnesorganisation och gränssnitt mot andra system. Vanliga mönster är pipelining, parallellisering och olika minneshierarkier som påverkar genomströmning (throughput) och latens. Val av kommunikations- och synkroniseringsstrategier, samt hur data flyter mellan enheter, utgör centrala beslut i arkitekturen.

Processen innefattar kravspecificering, arkitektonisk utforskning, vidare till registeröverföringsnivå (RTL) design med hårdvarubeskrivningsspråk som Verilog eller VHDL, samt syntes, plats och routing och omfattande verifiering med simulerings- och formella metoder. Verifikat går ut på att klara funktion, prestandakrav och tillförlitlighet innan produktion. Hela kedjan ställer krav på area, effekt och pris.

I analoga kretsar handlar arkitekturen om hur förstärkare, oscillatorer och filter kopplas samman, hur återkoppling används och hur bias och processvarianter hanteras för att upprätthålla linjäritet och stabilitet.

Övergripande används kretsarkitektur för att strukturera, optimera och möjliggöra återanvändning av designkomponenter, ofta med hjälp av IP-kärnor och plattformsbaserad design för FPGA eller ASIC. Verktyg och metoder inkluderar CAD/EDA-verktyg, hårdvarubeskrivningsspråk, modellbaserad design och högre syntes.