ULSI架构主要描述ASIC的内部电路模块，是以怎样关联着的平面结构网络摆在管芯之中的，其形状类似于建筑物的平面图纸。

　　我们较早熟悉的是围绕单CPU（核）所构建的ASIC的内部平面网络。

　　我们应该熟悉的是ASIC内部网络必须是和谐的，包括数据流、控制流和关键存储体的良性互动。

　　未来将面临的是由二维架构升格为三维架构。

　　2DSP算法变换

　　各种DSP算法的本质是积和（SoP）公式变形，构造方法是系数缩放、变量扩增、变量平移、积和扩增、积和映射以及各种方法的组合等等。例如，自相关（麻省理工，1951年）基于变量平移和变量扩增。

　　林林点点的快速DSP算法，借助于公式和数学定理进行化简和逼近，分解要点是基于子运算、重复性、规律性和并行性，热衷于以和代积。例如，FFT算法（CooleyandTukey，1965年）巧妙利用了DFT变换中旋转因子W的.周期性和对称性。

　　揭示DSP算法锤炼设计和ULSI集成架构实现之间的关系，认真分析特定算法的内在特征（并行性、模块性和信号流机制），构造评价函数，灵巧尝试算法变换，寻优DSP算法使之并行化、模块化和层次化，降低其时间和空间复杂度，从而提速降耗。此间的典型数学技巧已概括入表1。

　　2。1坐标旋转

　　1956年至1971年，采用坐标旋转的算法得到开发和统一。该算法的基础是在直角坐标（1619年，笛卡尔）和极坐标（1691年，伯努利）中做坐标旋转，根据被计算函数的特点选取两种坐标系之一。来自坐标变换发明者本人的研究声音是：在变换过的坐标系中，某些特殊函数的运算得以强力简化。

　　坐标旋转算法对应的架构，只需加法、移位和迭代等基本操作，无需乘除运算。DSP算法基于坐标旋转易于组合出创新架构。

　　2。2分布计算

　　概念：分布计算（Croisier，1973年）是算法变换优化的经典范例，用于设计矢量乘法元架构。

　　方法：矢量经由二进制编码，内积重新排序与混合，基于查找表（LUT）实现与乘数无关，结果使乘法运算“分布”成读ROM且加权累加。

　　用途：卷积和DCT的实现。

　　如果说地位重要的DSP算法变换，其数学技巧具有发散的性质，那么，ULSI架构优化的变换技巧则有规律可循。

　　3ULSI架构优化

　　实际需求的DSP的吞吐率（采样率）与计算能力及性能之间存在两条鸿沟，基于架构（包括可重构）是重要解决方案。因此，DSP算法变形（逼近）优化在先，然后直接或组合映射ULSI架构。评价标准可参考ULSI架构全局模型的三要素：网络几何结构G，处理单元F，网络定时T。

　　优秀的DSP算法适配到合理的ULSI架构，是创新过程，通用法则急需总结。应特别注意：DSP算法得以ULSI实现的有效性，决定于算法内部数据流的复杂性。

　　已知DSP算法，基于DSP积、和的元架构，设计ULSI系列高层次架构的方法，可概论为以下8种，其特点列于表2。

　　3。1管线（流水线）

　　意义：缩短关键路径，提速降耗；管线即流水线。

　　本质：时间并行处理，方法是流水线锁存器插入SFG的前馈割集。

　　缺点：①对非递归网络，增加了锁存器数目和系统时延；②流水的多时钟风格因时钟歪斜而异化。

　　改进：一是采用波流水线，减少流水级数，但不增加锁存器数目；另一为异步流水，基于握手信号通信而无全局同步。

　　3。2并行

　　意义：缩短关键路径，提速降耗。

　　本质：空间并行处理方法，复制原始串行硬件，构造并入并出系统。

　　特点：其一，并行与流水线互为对偶，二者都挖掘计算的并发性，一为并行，另一为交替（同步或异步）；其二，并行和流水的降耗思路：降低电源电压，以提高采样速度换取功耗降低。

　　4结论讨论

　　DSP算法起源于17世纪的有限差分、数值积分和数值差值等经典算法。

　　DSP算法一般是积和项的叠加繁衍。DSP算法是一种粘合剂，将“数字汇聚”粘合在一起。

　　从DSP算法映射到ULSI架构，是集成电路正向设计中极其重要的研究课题之一。

　　针对算法的计算核——积和项，分兵两路展开研究：一是通过编程，使算法适应冯诺伊曼结构或哈佛结构的既有CPU或DSP（数字信号处理器）；另一是改变未知ULSI架构来使之适合算法——面向算法的专用处理器阵列设计，而ULSI（或3D—SOC）的规则布线要求，需要算法结构化对称化，以便分解为并行计算。