【文章內(nèi)容簡介】 在 2023年舉行的國際 HDL會議上，與會者就使用何種設(shè)計語言展開了生動、激烈的辯論。最后，與會者投票表決：如果要啟動一個芯片設(shè)計項目，他們愿意選擇哪種方案 ?結(jié)果，僅有 2票或 3票贊成使用 SystemC、Cynlib和 C Level設(shè)計；而 Superlog和 Verilog各自獲得了約 20票。至于以后會是什么情況，連會議主持人 John Cooley也明確表示： “ 5年后，誰也不知道這個星球會發(fā)生什么事情。 ” 各方人士各持己見：為 Verilog辯護(hù)者認(rèn)為，開發(fā)一種新的設(shè)計語言是一種浪費；為 SystemC辯護(hù)者認(rèn)為，系統(tǒng)級芯片 SoC快速增長的復(fù)雜性需要新的設(shè)計方法； C語言的贊揚(yáng)者認(rèn)為， Verilog是硬件設(shè)計的匯編語言，而編程的標(biāo)準(zhǔn)很快就會是高級語言， Cynlib C++是最佳的選擇，它速度快、代碼精簡； Superlog的捍衛(wèi)者認(rèn)為， Superlog是 Verilog的擴(kuò)展，可以在整個設(shè)計流程中僅提供一種語言和一個仿真器，與現(xiàn)有的方法兼容，是一種進(jìn)化，而不是一場革命。 關(guān)于 HDL的一次國際討論會 陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 我國發(fā)展的戰(zhàn)略選擇 ，必須夯實基礎(chǔ)，在結(jié)合 VHDL的基礎(chǔ)上，推廣 Verilog HDL設(shè)計語言，使硬件設(shè)計的底層單元庫可以自主研制； ，對系統(tǒng)級語言進(jìn)行比較研究，在 Suoerlog、 SystemC等語言中做出選擇，并進(jìn)行相關(guān)工具的推廣，以及與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作等； 3. 深入 HDL語言的綜合和仿真等模型的研究，努力在與國外合作的基礎(chǔ)上，建立自主知識產(chǎn)權(quán)的 EDA公司； EDA目前正在進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化工作，做到了解、學(xué)習(xí)、應(yīng)用、吸收、參與并重； ，重視產(chǎn)、學(xué)、研的合作，開展卓有成效的發(fā)展模式。 IBM 7090 伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展而飛速發(fā)展起來的電子計算機(jī)所經(jīng)歷的四個階段充分說明了電子技術(shù)發(fā)展的四個階段的特性。 ? 第一代（ 1946～ 1957）電子管計算機(jī) ? 第二代（ 1958～ 1963）晶體管計算機(jī) ? 第三代（ 1964～ 1970）集成電路計算機(jī) ? 第四代（ 1971～）大規(guī)模集成電路計算機(jī) 世界上第一臺電子計算機(jī)于 1946年在美國研制成功，取名 ENIAC。這臺計算機(jī)使用了18800個電子管，占地 170平方米，重達(dá) 30噸，耗電 140千瓦，價格 40多萬美元，是一個昂貴耗電的 龐然大物 。由于它采用了電子線路來執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算和存儲信息，從而就大大提高了運算速度。 ENIAC每秒可進(jìn)行5000次加法和減法運算，把計算一條彈道的時間短為 30秒。它最初被專門用于彈道運算，后來經(jīng)過多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行各種科學(xué)計算的通用電子計算機(jī)。從 1946年 2月交付使用，到 1955年 10月最后切斷電源， ENIAC服役長達(dá)9年。 IBM 360 晶體管計算機(jī) ENIAC 品牌電腦 2．先進(jìn)智能計算技術(shù) IBM 7090 ENIAC 電子計算機(jī)的發(fā)展 IBM 360 晶體管計算機(jī) 品牌電腦 第一代（ 1946～ 1957）電子管計算機(jī)時代：它的基本電子元件是電子管，內(nèi)存儲器采用水銀延遲線，外存儲器主要采用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由于當(dāng)時電子技術(shù)的限制，運算速度只是每秒幾千次 ~幾萬次基本運算，內(nèi)存容量僅幾千個字。程序語言處于最低階段，主要使用二進(jìn)制表示的機(jī)器語言編程，后階段采用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計。體積大，耗電多，速度低，造價高，使用不便，主要局限于一些軍事和科研部門進(jìn)行科學(xué)計算。（ ENIAC） 第二代（ 1958～ 1963）晶體管計算機(jī)時代：它的基本電子元件是晶體管，內(nèi)存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲器。與第一代電子管計算機(jī)相比，晶體管計算機(jī)體積小，耗電少，成本低，邏輯功能強(qiáng)，使用方便，可靠性高 。（ IBM 7090） 第三代（ 1964～ 1970）集成電路計算機(jī)時代：它的基本元件是小規(guī)模集成電路和中規(guī)模集成電路，磁芯存儲器進(jìn)一步發(fā)展，并開始采用性能更好的半導(dǎo)體存儲器，運算速度提高到每秒幾十萬次基本運算。由于采用了集成電路，第三代計算機(jī)各方面性能都有了極大提高：體積縮小，價格降低，功能增強(qiáng)，可靠性大大提高。 （ IBM 360系列為代表） 第四代（ 1971～）大規(guī)模集成電路計算機(jī)時代：它的基本元件是大規(guī)模集成電路，甚至超大規(guī)模集成電路，集成度很高的半導(dǎo)體存儲器替代了磁芯存儲器，運算速度可達(dá)每秒幾百萬次，甚至上億次基本運算。具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高等特點。 陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 高性能計算： 高性能計算是促進(jìn)科技創(chuàng)新 、 經(jīng)濟(jì)發(fā)展 、 社會進(jìn)步及國家安全的戰(zhàn)略制高點技術(shù) ， 世界各主要發(fā)達(dá)國家無不對此高度重視 。 自 70年代開始研究以來 ， 高性能計算機(jī)經(jīng)歷了向量機(jī) 、 共享主存多處理機(jī) 、 大規(guī)模并行處理系統(tǒng)等幾個階段 。 近年來 ， 美國相繼推出高性能計算與通信 、 加速戰(zhàn)略計算創(chuàng)新等計劃 ， 將高性能計算領(lǐng)域的國際競爭推向高潮 。 2023年 IBM曾宣布 ， 5年內(nèi)將投資 1億美元開發(fā)新一代超級計算機(jī) “ 藍(lán)色基因 ” ， 旨在幫助人類探索深層次的生命奧秘 ， 其運算速度將達(dá)到每秒 1千萬億次 ， 與目前的桌面PC相比 ， 計算能力將超出 2百萬倍 。 2．先進(jìn)智能計算技術(shù) 2023/2/25 29 陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 2023/2/25 30 高性能計算： 北京時間 2023年 17日，由中國國防科技大學(xué)研制成功的“天河一號”在國際 TOP500組織正式發(fā)布的世界超級計算機(jī) 500強(qiáng)排行榜上名列第一。研制“天河一號”的中國專家認(rèn)為，這臺計算機(jī)的成功研制是我國超級計算機(jī)發(fā)展的重要里程碑。 排行榜表明，中國“天河一號”二期系統(tǒng)（天河－１Ａ）以每秒 4701萬億次的峰值速度和每秒 2566萬億次的實測速度位居榜首。此前全球最快的超級計算機(jī) —— 美國“美洲虎”以每秒 1759萬億次的實測性能名列第二，速度約為“天河一號”的三分之二。 “這一成績實現(xiàn)了我國自主研制超級計算機(jī)綜合技術(shù)水平進(jìn)入國際領(lǐng)先行列的歷史性突破?！薄疤旌右惶枴惫こ剔k公室主任李楠說，“天河一號”的應(yīng)用將為解決我國重大挑戰(zhàn)性問題提供手段，對提升我國綜合國力具有戰(zhàn)略意義。 2．先進(jìn)智能計算技術(shù) 陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)： 由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一種機(jī)制，即具有大量簡單處理單元 (稱為神經(jīng)元 )的執(zhí)行高度并行處理的，更接近于生物計算系統(tǒng)的一種計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，多年來人們一直在著手研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在軍事電子裝備中的應(yīng)用。神經(jīng)科學(xué)、克隆技術(shù)以及生物技術(shù)的發(fā)展，有可能研制出生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，使其具有人腦一樣的功能，并可與活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來進(jìn)行控制運算甚至判斷等。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件的實現(xiàn)，將為武器系統(tǒng)帶來革命性的變化，對諸如自主系統(tǒng)、傳感器數(shù)據(jù)的自動化處理、實時圖像處理和自適應(yīng)信號處理與控制等應(yīng)用項目有著顯著的意義。 2．先進(jìn)智能計算技術(shù) 2023/2/25 31 陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 人工智能： 未來先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)將成為探索新的有關(guān)知識數(shù)學(xué)表示法的動力 。 利用形式化結(jié)構(gòu)和描述戰(zhàn)場關(guān)鍵信息 (諸如地形 、敵兵力意圖的確定性的程度及潛在的結(jié)局組 )的知識表示的先進(jìn)技術(shù)將會提高軟件的可靠性 。 在人工智能的研究和應(yīng)用方面 ，包括機(jī)器人在內(nèi)的無人化智能作戰(zhàn)平臺的發(fā)展將最為迅速 。 指揮控制計算機(jī)化 、 攻擊手段機(jī)器人化的數(shù)字化部隊有可能取得突破性進(jìn)展 。 隨著計算機(jī)的智能化 ， 通信 、 傳感和其他信息技術(shù)的發(fā)展和提高 ， C41SR系統(tǒng)將是一種智能化的系統(tǒng) 。 系統(tǒng)裝備將朝分布式硬件 、 環(huán)境綜合 、 智能決策 、 遠(yuǎn)程監(jiān)視偵察 、 無縫通信和全數(shù)字化技術(shù)方向發(fā)展 。 未來信息化單兵 、 數(shù)字化部隊乃至機(jī)器人部隊將有可能成為現(xiàn)實 。 2．先進(jìn)智能計算技術(shù) 2023