Aproximado multiplicador de punto flotante basado en segmentación estática
Autores: Di Meo, Gennaro; Saggese, Gerardo; Strollo, Antonio G. M.; De Caro, Davide; Petra, Nicola
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Aproximado multiplicador de punto flotante basado en segmentación estática
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Novedoso
De baja potencia
Multiplicador de punto flotante
Técnica de aproximación
Segmentación
Truncamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En este documento se presenta un nuevo multiplicador de punto flotante aproximado de baja potencia. Dado que el cálculo de la mantisa es responsable de la mayor parte del consumo de energía, aplicamos una técnica de aproximación novedosa a la multiplicación de mantisa, basada en la segmentación estática. En nuestro enfoque, los inputs del multiplicador de mantisa están adecuadamente segmentados de manera que se pueda utilizar un pequeño multiplicador interno para calcular la salida, con un impacto beneficioso en la potencia y el área. Para mejorar aún más el rendimiento, introducimos un enfoque de segmentación y truncamiento novedoso que nos permite eliminar el desplazador normalmente presente en la salida del multiplicador segmentado. Además, se emplea un término de compensación simple para reducir el error de aproximación. La precisión del circuito puede ajustarse en el momento del diseño, actuando sobre un solo parámetro. El multiplicador de punto flotante aproximado propuesto se compara con el estado del arte, mostrando un buen rendimiento en términos de precisión y ahorro de hardware. Para el formato de punto flotante de precisión simple, el obtenido está en el rango de 10-7 x 10, mientras que está en el rango de 3 x 10-1.7 x 10. Los resultados de síntesis en CMOS de 28 nm muestran un ahorro de área y potencia de hasta un 82% y 85%, respectivamente, en comparación con el multiplicador de punto flotante exacto. Las aplicaciones de procesamiento de imagen confirman las expectativas, con resultados muy cercanos al caso exacto.
Descripción
En este documento se presenta un nuevo multiplicador de punto flotante aproximado de baja potencia. Dado que el cálculo de la mantisa es responsable de la mayor parte del consumo de energía, aplicamos una técnica de aproximación novedosa a la multiplicación de mantisa, basada en la segmentación estática. En nuestro enfoque, los inputs del multiplicador de mantisa están adecuadamente segmentados de manera que se pueda utilizar un pequeño multiplicador interno para calcular la salida, con un impacto beneficioso en la potencia y el área. Para mejorar aún más el rendimiento, introducimos un enfoque de segmentación y truncamiento novedoso que nos permite eliminar el desplazador normalmente presente en la salida del multiplicador segmentado. Además, se emplea un término de compensación simple para reducir el error de aproximación. La precisión del circuito puede ajustarse en el momento del diseño, actuando sobre un solo parámetro. El multiplicador de punto flotante aproximado propuesto se compara con el estado del arte, mostrando un buen rendimiento en términos de precisión y ahorro de hardware. Para el formato de punto flotante de precisión simple, el obtenido está en el rango de 10-7 x 10, mientras que está en el rango de 3 x 10-1.7 x 10. Los resultados de síntesis en CMOS de 28 nm muestran un ahorro de área y potencia de hasta un 82% y 85%, respectivamente, en comparación con el multiplicador de punto flotante exacto. Las aplicaciones de procesamiento de imagen confirman las expectativas, con resultados muy cercanos al caso exacto.