Diseño de hardware IP para funciones arcsinh y arccosh de baja latencia de 128 bits
Autores: Chang, Junfeng; Wang, Mingjiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de hardware IP para funciones arcsinh y arccosh de baja latencia de 128 bits
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Desarrollo
Tecnologías
Inteligencia artificial
Hardware
IP
Funciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Con el rápido desarrollo de tecnologías como la inteligencia artificial, los chips de computación de alto rendimiento están desempeñando un papel cada vez más vital. Las funciones seno hiperbólico inverso y coseno hiperbólico inverso son de suma importancia en campos como el desenfoque de imágenes y el control de articulaciones de robots. Por lo tanto, hay una necesidad urgente de investigar en Propiedad Intelectual (PI) de hardware de alta precisión y alto rendimiento para las funciones arcsinh y arccosh. Para abordar este problema, este artículo presenta una nueva PI de hardware de punto flotante de baja latencia de 128 bits para las funciones arcsinh y arccosh, empleando un algoritmo mejorado de Computadora Digital de Rotación de Coordenadas (CORDIC), logrando una precisión de cálculo de 113 bits en solo 32 ciclos de cálculo. Esto mejora significativamente la eficiencia computacional al tiempo que reduce la latencia de implementación de hardware. Los resultados indican que, en comparación con los resultados estándar de Python, el error calculado de la PI de hardware propuesta no excede . Además, este artículo sintetiza la PI completada utilizando el proceso TSMC de 65 nm, con un área total de PI de 2.1056 mm. Funcionando a una frecuencia de 300 MHz, su potencia es de 22.4 mW. Finalmente, se realizan y comparan el análisis de implementación de hardware y recursos en un Array de Puertas Programable en Campo (FPGA). Los resultados muestran que el algoritmo mejorado intercambia un ligero aumento de área por una menor latencia y una mayor precisión. Se espera que la PI de hardware diseñada proporcione una herramienta computacional más precisa y eficiente para aplicaciones como el procesamiento de imágenes, avanzando así en el desarrollo tecnológico.
Descripción
Con el rápido desarrollo de tecnologías como la inteligencia artificial, los chips de computación de alto rendimiento están desempeñando un papel cada vez más vital. Las funciones seno hiperbólico inverso y coseno hiperbólico inverso son de suma importancia en campos como el desenfoque de imágenes y el control de articulaciones de robots. Por lo tanto, hay una necesidad urgente de investigar en Propiedad Intelectual (PI) de hardware de alta precisión y alto rendimiento para las funciones arcsinh y arccosh. Para abordar este problema, este artículo presenta una nueva PI de hardware de punto flotante de baja latencia de 128 bits para las funciones arcsinh y arccosh, empleando un algoritmo mejorado de Computadora Digital de Rotación de Coordenadas (CORDIC), logrando una precisión de cálculo de 113 bits en solo 32 ciclos de cálculo. Esto mejora significativamente la eficiencia computacional al tiempo que reduce la latencia de implementación de hardware. Los resultados indican que, en comparación con los resultados estándar de Python, el error calculado de la PI de hardware propuesta no excede . Además, este artículo sintetiza la PI completada utilizando el proceso TSMC de 65 nm, con un área total de PI de 2.1056 mm. Funcionando a una frecuencia de 300 MHz, su potencia es de 22.4 mW. Finalmente, se realizan y comparan el análisis de implementación de hardware y recursos en un Array de Puertas Programable en Campo (FPGA). Los resultados muestran que el algoritmo mejorado intercambia un ligero aumento de área por una menor latencia y una mayor precisión. Se espera que la PI de hardware diseñada proporcione una herramienta computacional más precisa y eficiente para aplicaciones como el procesamiento de imágenes, avanzando así en el desarrollo tecnológico.