Published January 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
A New Perspective of Flexible Clocking Ideology for Driving and Devising Circuits in Emerging Resource-Constrained Applications
Description
Clock is the most important signal in electronic system. In current practice, the dominant clocking style is the fixed-frequency approach. For a given application, the clock signal is only required to work at a few selected frequencies. Moreover, in the process of performing a task, it must not change its frequency. This style has worked well in the past. However, it is preventing information processing efficiency from being raised to next level. Worse yet, the emergence of resource-constrained applications, such as edge computing and IoT, can render this approach unserviceable. In this paper, a new perspective of flexible clocking ideology is advocated. It promotes the use of a clock generator, TAF-DPS, that possesses features of "arbitrary frequency generation" and "instantaneous frequency switching". Owing to its superior capability in synthesizing waveform, TAF-DPS can handle many signal processing problems in a more elegant manner and serve some special purposes more efficiently. Further, it can be used for generating data for security purposes. TAF-DPS is especially valuable for environments with large frequency instability, which is a major problem in resource-constrained applications. The contribution of this paper is the advocacy of a new perspective of flexible clocking. This ideology is gradually developed in this paper as the argument is carried out through examples of novel architectures enabled by TAF-DPS. The perspective naturally emerges from the collective effect of those novel architectures. The large number of emerging applications, exemplified by edge computing and IoT, inspire system-level innovations that inevitably present new challenges to circuit-level. Those challenges are so demanding that they require overhaul in our circuit design philosophy. This new perspective is such an overhaul in fundamental level. Its aim is to answer the challenges, for better serving the emerging demands in higher levels.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الساعة هي أهم إشارة في النظام الإلكتروني. في الممارسة الحالية، فإن أسلوب التوقيت السائد هو نهج التردد الثابت. بالنسبة لتطبيق معين، تكون إشارة الساعة مطلوبة فقط للعمل على عدد قليل من الترددات المحددة. علاوة على ذلك، في عملية أداء المهمة، يجب ألا تغير تواترها. لقد نجح هذا الأسلوب بشكل جيد في الماضي. ومع ذلك، فإنه يمنع رفع كفاءة معالجة المعلومات إلى المستوى التالي. والأسوأ من ذلك، أن ظهور تطبيقات محدودة الموارد، مثل الحوسبة الطرفية وإنترنت الأشياء، يمكن أن يجعل هذا النهج غير قابل للخدمة. في هذه الورقة، يتم الدعوة إلى منظور جديد لإيديولوجية الساعة المرنة. وهو يعزز استخدام مولد الساعة، TAF - DPS، الذي يمتلك ميزات "توليد التردد التعسفي" و "تبديل التردد الفوري". نظرًا لقدرتها الفائقة في توليف الشكل الموجي، يمكن لـ TAF - DPS التعامل مع العديد من مشكلات معالجة الإشارات بطريقة أكثر أناقة وخدمة بعض الأغراض الخاصة بشكل أكثر كفاءة. علاوة على ذلك، يمكن استخدامه لتوليد البيانات لأغراض أمنية. تعتبر TAF - DPS ذات قيمة خاصة للبيئات ذات عدم الاستقرار الكبير في التردد، وهي مشكلة رئيسية في التطبيقات المحدودة الموارد. تتمثل مساهمة هذه الورقة في الدعوة إلى منظور جديد للساعة المرنة. يتم تطوير هذه الأيديولوجية تدريجياً في هذه الورقة حيث يتم تنفيذ الحجة من خلال أمثلة على البنى الجديدة التي مكنتها TAF - DPS. ينشأ المنظور بشكل طبيعي من التأثير الجماعي لتلك البنى الجديدة. يلهم العدد الكبير من التطبيقات الناشئة، المتمثلة في الحوسبة الطرفية وإنترنت الأشياء، الابتكارات على مستوى النظام التي تمثل حتمًا تحديات جديدة على مستوى الدوائر. هذه التحديات صعبة للغاية لدرجة أنها تتطلب إصلاحًا شاملًا في فلسفة تصميم الدوائر. هذا المنظور الجديد هو إصلاح شامل في المستوى الأساسي. هدفها هو الاستجابة للتحديات، من أجل خدمة أفضل للمطالب الناشئة في مستويات أعلى.Translated Description (French)
L'horloge est le signal le plus important dans un système électronique. Dans la pratique actuelle, le style de chronométrage dominant est l'approche à fréquence fixe. Pour une application donnée, le signal d'horloge ne doit fonctionner qu'à quelques fréquences sélectionnées. De plus, dans le processus d'exécution d'une tâche, elle ne doit pas changer de fréquence. Ce style a bien fonctionné dans le passé. Cependant, cela empêche l'efficacité du traitement de l'information de passer au niveau supérieur. Pire encore, l'émergence d'applications à ressources limitées, telles que l'informatique de pointe et l'IdO, peut rendre cette approche inutilisable. Dans cet article, une nouvelle perspective de l'idéologie flexible du pointage est préconisée. Il favorise l'utilisation d'un générateur d'horloge, TAF-DPS, qui possède des caractéristiques de « génération de fréquence arbitraire » et de « commutation de fréquence instantanée ». En raison de sa capacité supérieure à synthétiser des formes d'onde, TAF-DPS peut gérer de nombreux problèmes de traitement du signal de manière plus élégante et servir à des fins spéciales plus efficacement. En outre, il peut être utilisé pour générer des données à des fins de sécurité. TAF-DPS est particulièrement utile pour les environnements à grande instabilité de fréquence, ce qui est un problème majeur dans les applications à ressources limitées. La contribution de cet article est la promotion d'une nouvelle perspective du chronométrage flexible. Cette idéologie est progressivement développée dans cet article au fur et à mesure que l'argument est mené à travers des exemples de nouvelles architectures activées par TAF-DPS. La perspective émerge naturellement de l'effet collectif de ces nouvelles architectures. Le grand nombre d'applications émergentes, illustrées par l'informatique de pointe et l'IoT, inspirent des innovations au niveau du système qui présentent inévitablement de nouveaux défis au niveau du circuit. Ces défis sont si exigeants qu'ils nécessitent une refonte de notre philosophie de conception de circuits. Cette nouvelle perspective est une telle refonte au niveau fondamental. Son objectif est de répondre aux défis, de mieux répondre aux demandes émergentes à des niveaux plus élevés.Translated Description (Spanish)
El reloj es la señal más importante en el sistema electrónico. En la práctica actual, el estilo de cronometraje dominante es el enfoque de frecuencia fija. Para una aplicación determinada, la señal de reloj solo debe funcionar en unas pocas frecuencias seleccionadas. Además, en el proceso de realizar una tarea, no debe cambiar su frecuencia. Este estilo ha funcionado bien en el pasado. Sin embargo, está impidiendo que la eficiencia del procesamiento de la información se eleve al siguiente nivel. Peor aún, la aparición de aplicaciones con recursos limitados, como la computación perimetral y el IoT, puede hacer que este enfoque sea inservible. En este documento, se aboga por una nueva perspectiva de la ideología del reloj flexible. Promueve el uso de un generador de reloj, TAF-DPS, que posee características de "generación de frecuencia arbitraria" y "conmutación de frecuencia instantánea". Debido a su capacidad superior para sintetizar formas de onda, TAF-DPS puede manejar muchos problemas de procesamiento de señales de una manera más elegante y cumplir algunos propósitos especiales de manera más eficiente. Además, se puede utilizar para generar datos con fines de seguridad. TAF-DPS es especialmente valioso para entornos con gran inestabilidad de frecuencia, que es un problema importante en aplicaciones con recursos limitados. La contribución de este documento es la defensa de una nueva perspectiva de la sincronización flexible. Esta ideología se desarrolla gradualmente en este trabajo a medida que el argumento se lleva a cabo a través de ejemplos de arquitecturas novedosas habilitadas por TAF-DPS. La perspectiva surge naturalmente del efecto colectivo de esas arquitecturas novedosas. La gran cantidad de aplicaciones emergentes, ejemplificadas por la informática de vanguardia y el IoT, inspiran innovaciones a nivel de sistema que inevitablemente presentan nuevos desafíos a nivel de circuito. Esos desafíos son tan exigentes que requieren una revisión en nuestra filosofía de diseño de circuitos. Esta nueva perspectiva es una revisión en el nivel fundamental. Su objetivo es responder a los desafíos, para atender mejor las demandas emergentes en los niveles superiores.Files
09726207.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b8a6987fcb23253ee711b0277610f3ec
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- منظور جديد لإيديولوجية الساعة المرنة للقيادة وابتكار الدوائر في التطبيقات الناشئة المحدودة الموارد
- Translated title (French)
- Une nouvelle perspective de l'idéologie de l'horloge flexible pour la conduite et la conception de circuits dans les applications émergentes à ressources limitées
- Translated title (Spanish)
- Una nueva perspectiva de la ideología de reloj flexible para conducir y diseñar circuitos en aplicaciones emergentes con recursos limitados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4214887399
- DOI
- 10.1109/access.2022.3156114
References
- https://openalex.org/W2015529025
- https://openalex.org/W2036352973
- https://openalex.org/W2038179376
- https://openalex.org/W2059016952
- https://openalex.org/W2059713124
- https://openalex.org/W2066684071
- https://openalex.org/W2109888209
- https://openalex.org/W2110635581
- https://openalex.org/W2416799949
- https://openalex.org/W2496938897
- https://openalex.org/W2501364505
- https://openalex.org/W2523577972
- https://openalex.org/W2580179896
- https://openalex.org/W2615504945
- https://openalex.org/W2619057161
- https://openalex.org/W2757999714
- https://openalex.org/W2768475350
- https://openalex.org/W2902197680
- https://openalex.org/W2907370351
- https://openalex.org/W2942093449
- https://openalex.org/W2989866381
- https://openalex.org/W2990457731
- https://openalex.org/W3004354595
- https://openalex.org/W3016351519
- https://openalex.org/W3021951958
- https://openalex.org/W3030003518
- https://openalex.org/W3090000278
- https://openalex.org/W3094824205
- https://openalex.org/W3095332521
- https://openalex.org/W3120251947
- https://openalex.org/W3132889034
- https://openalex.org/W3154310484
- https://openalex.org/W3159671219
- https://openalex.org/W3174306128
- https://openalex.org/W3176167732
- https://openalex.org/W3178914588
- https://openalex.org/W4205434059
- https://openalex.org/W4251059014