今天分享南京航空航天大學——李丕績教授做的464頁PPT《ChatGPT的前世今生》。從人工智能發展史,AI十年回顧,自然語言處理,ChatGPT誕生,模型分析,大模型應用,ChatGPT 可以做什么,以及未來發展等等干貨內容,都在PPT中做了系統介紹。如果需要對ChatGPT補課,是很好的一份材料。
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原文標題:464頁PPT!南航李丕績教授的《ChatGPT的前世今生》
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競爭冒險:在組合電路中,當邏輯門有兩個互補輸入信號同時向相反狀態變化時,輸出端可能產生過渡干擾脈沖的現象,稱為競爭冒險。那么 FPGA 產生競爭冒險的原因是什么呢? 信號在 FPGA 器件內部通過連線和邏輯單元時,都有一定的延時。 延時的大小與連線的長短和邏輯單元的數目有關 同時還受器件的制造工藝、工作電壓、溫度等條件的影響 信號的高低電平轉換也需要一定的過渡時間 。由于以上存在的因素,多路信號的電平值發生變化時,在信號變化的瞬間,組合邏輯的輸出有先后順序,并不是同時變化往往會出現一些不正確的尖峰信號,這些尖峰信號稱為毛刺 。如果一個組合邏輯電路中有毛刺出現,就說明該電路存在冒險 。與分立元件不同,由于 PLD 內部不存在寄生電容電感,這些毛刺將被完整的保留并向下一級傳遞,因此毛刺現象在 PLD 、 FPGA 設計中尤為突出 。 毛刺的累加 將會影響整個設計的可靠性和精確性 。因此判斷邏輯電路中是否存在冒險以及如何避免冒險是 FPGA 設計人員必須要考慮的問題。
接下來我們就要考慮如何消除冒險 ,消除冒險的方式有一下幾種:
1、利用冗余項消除毛刺
函數式和真值表所描述的是靜態邏輯,而競爭則是從一種 穩態到另一種穩態的過程。因此競爭是動態過程,它發生在輸入變量變化時。此時,修改卡諾圖,增加多余項,在卡諾圖的兩圓相切處增加一個圓,可以消除邏輯冒險。但該法對于計數器型產生的毛刺是無法消除的。
2、采用格雷碼
我們可以通過改變設計,破壞毛刺產生的條件,來減少毛刺的發生。例如,在數字電路設計中,常常采用格雷碼計數器取代普通的二進制計數器,這是因為格雷碼計數器的輸出每次只有一位跳變 消除了競爭冒險的發生條件,避免了毛刺的產生。
3、采樣法
由于冒險出現在變量發生變化的時刻,如果待信號穩定之后加入取樣脈沖,那么就只有在取樣脈沖作用期間輸出的信號才能有效。這樣可以避免產生的毛刺影響輸出波形。 一般說來,冒險出現在信號發生電平轉換的時刻,也就是說在輸出信號的建立時間內會發生冒險,而在輸出信號 的保持時間內是不會有毛刺信號出現的。如果在輸出信號的保持時間內對其進行采樣,就可以消除毛刺信號的影響。
4、吸收法
增加輸出濾波,在輸出端接上小電容C可以濾除毛刺 。但輸出波形的前后沿將變壞,在對波形要求較嚴格時,應再加整形電路,該方法不宜在中間級使用。
5、延遲辦法
因為毛刺最終是由于延遲造成的,所以可以找出產生延遲的支路。對于相對延遲小的支路,加上毛刺寬度 的延遲可以消除毛刺。 還可以用高頻時鐘來驅動一移位寄存器,待延時信號作數據輸入,按所需延時正確設置移位寄存器的級數 ,移位寄存器的輸出即為延時后的信號。
當然最好的就是,在設計之初,就對競爭冒險進行規避,具體規避方法有:
1、在設計中每一個模塊中只用一個時鐘,避免使用多時鐘設計,同時避免使用主時鐘分頻后的二次時鐘作為時序器件的時鐘輸入, 因為時鐘偏斜會比較大 。
2、設計譯碼邏輯電路時必須十分小心,因為譯碼器和比較器本身會產生尖峰,容易產生毛刺,把譯碼器或比較器的輸出直接連到時鐘輸入端或異步清除端,會造成嚴重的后果。
3、在設計中 應該盡量避免隱含 RS 觸發器的出現。一般要控制輸出被直接反饋到輸入端,采用反饋環路會出現隱含 RS 觸發器,其對輸入尖峰和假信號很敏感,輸入端有任何變化都有可能使輸出值立刻改變,此時易造成毛刺的產生,導致時序的嚴重混亂。
4、在設計電路時 要用寄存器和觸發器設計電路,盡量不要用鎖存器,因它對輸入信號的毛刺太敏感。如果堅持用鎖存器設計必須保證輸入信號絕對沒有毛刺,且滿足保持時間。
5、在設計中充分利用資源 ,因為 大部分 FPGA 器件都為時鐘、復位、預置等信號提供特殊的全局布線資源,要充分利用這些資源。
6、在設計中 不論是控制信號還是地址總線信號、數據總線信號,都要采用另外的寄存器,以使內部歪斜的數據變成同步數據。
7、在設計中 應該盡 量避免使用延遲線,因它對工藝過程的變化極為敏感,會大大降低電路的穩定性和可靠性,并將為測試帶來麻煩。
8、在設計中 對所有模塊的輸入時鐘、輸入信號、輸出信號都用D觸發器或寄存器進行同步處理,即輸出信號直接來自觸發器或寄存器的輸出端。這樣可以消除尖峰和毛刺信號。
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