چکیده
رایانش تقریبی با تخفیف الزام انجام محاسبات دقیق، عملکرد مدار دیجیتالی را بهبود می بخشد. ما در این مقاله به بررسی کاربرد جمع کننده های تقریبی در مرحلۀ نهایی انباشتگر مولتی پلایر(MAC) با قابلیت ذخیرۀ رقم نقلی که برای اپلیکیشن فیلترینگ عکس طراحی شده می پردازیم. ما یک جریان طراحی مبتنی بر ابزارهای سنتزی پیشنهاد می دهیم که از توصیف HDL آغاز می گردد.پس از اولین مرحله ای که در آن از جمع کنندۀ انتشار رقم نقلی استفاده می شود، نت لیست سنتزی جهت استخراج آمار و ارقام موارد جمع شده در جمع کنندۀ انتشار رقم نقلی شبیه سازی می گردد. سپس به طراحی جمع کنندۀ تقریبی جهت مواجه با مشخصه های خطایی مورد نیاز که در آمار و ارقام ورودی داده شده می پردازیم. این نت لیست در نهایت با جایگزینی جمع کنندۀ دقیق با جمع کنندۀ تقریبی اصلاح می گردد و سنتر و بهینه سازی نهایی انجام می گیرد. نمونۀ طرح ارائه شده در 28nm CMOS نشان می دهد که به بهرۀ توان 14درصدی با کاهش محدود کیفیت عکس می توان دست یافت.
1. مقدمه
محاسبۀ تقریبی یکی از روش های نویدبخش در بهبود عملکرد مدار دیجیتال از طریق تخفیف لزوم اجرای محاسبات دقیق می باشد. این تکنیک برای اپلیکیشن هایی که می توانند برخی خطاهای موجود در نتایج محاسبه شده مثل پردازش چندرسانه ای، داده کاوی و تشخیص داده ها را تحمل کنند بسیار مثمر ثمر است.
در بین اپراتورهای دیتاپد تقریبی، جمع کننده ها به عنوان یک زیرسیستمی که کاربرد بیشتری در اپلیکیشن های تحمل پذیر خطا دارند بیشتری توجهات را به خود جلب کرده اند. در یک جمع کنندۀ n بیتی، بدترین وضعیتی که در آن رقم نقلی در سرتا سر (یا اکثر) n بیتها منتشر می شود به ندرت زمانی رخ می دهد که ورودی ها به صورت یکنواخت توزیع شده باشند. جمع کننده های تقریبی از این مشاهده استفاده می کنند و برونداد خود را فرض اینکه هر رقم نقلی از هیچ p بیتی عبور نمی کند محاسبه می کنند. p<n یک پارامتر طراحی است.با کاهش p، جمع کنندۀ تقریبی سریعتر می شود اما سرعت خطا افزایش میابد. جمع کننده های تقریبی با استفاده از زیرجمع کننده های کوچک متعدد که به موازات هم عمل می کنند به بخش های مختلف تقسیم می شوند. جمع کنندۀ فرعی iام مجموع بیت های ri را تولید می کند که در نتیجۀ نهایی نقش دارد و از بیت های pi مورد استفاده جهت پیش بینی رقم نقلی (تو جه داشته باشید که جمع کنندۀ فرعی #0 یک استثنا است که با تمام توان خروجی خود به نتیجۀ نهایی کمک می کند) بهره می گیرد. اندازۀ هر جمع کنندۀ فرعی ri+pi می باشد.
این مقاله در نشریه آی تریپل ای منتشر شده و ترجمه آن با عنوان جمع کننده های تقریبی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
On the Use of Approximate Adders in Carry-Save Multiplier-Accumulators
