Análisis de precisión sobre el diseño de cómputo estocástico en componentes aritméticos y circuito combinacional
Autores: Ashok, P.; Bala Tripura Sundari, B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de precisión sobre el diseño de cómputo estocástico en componentes aritméticos y circuito combinacional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Circuitos estocásticos
Computación estocástica
Operaciones aritméticas
Precisión
Generador de números estocásticos
Circuitos lógicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los circuitos estocásticos se utilizan en aplicaciones que requieren baja área y consumo de energía. La computación realizada utilizando estos circuitos se denomina computación estocástica (SC). Las operaciones aritméticas en esta computación pueden realizarse utilizando circuitos lógicos mínimos. El sistema SC permite un equilibrio entre la precisión computacional y el área; por lo tanto, el desafío en SC es mejorar la precisión. La precisión depende de la parte del generador de números estocásticos (SNG) del sistema SC. Los SNG proporcionan la entrada estocástica apropiada requerida para la computación estocástica. Por lo tanto, exploramos la precisión en SC para varias operaciones aritméticas realizadas utilizando computación estocástica con la ayuda de circuitos lógicos. Las contribuciones en este documento son; primero, hemos realizado computación estocástica para componentes aritméticos utilizando dos SNG diferentes. Los SNG considerados son generadores de números estocásticos tradicionales basados en registros de desplazamiento de retroalimentación lineal (LFSR) y generadores de números estocásticos basados en S-box. En segundo lugar, los componentes aritméticos se implementan en un circuito combinacional para expresiones algebraicas en el dominio estocástico utilizando dos SNG diferentes. En tercer lugar, se ha realizado un análisis computacional para componentes aritméticos estocásticos y la ecuación algebraica estocástica. Por último, se realiza un análisis de precisión y medición entre la computación basada en LFSR y la computación basada en S-box. El aspecto novedoso de este trabajo es el uso de SNG basados en S-box en el desarrollo de la computación estocástica en componentes aritméticos. Además, se presenta la implementación de la computación estocástica en el circuito combinacional utilizando los componentes aritméticos básicos desarrollados, y la exploración de la precisión con respecto a los generadores de números estocásticos utilizados.
Descripción
Los circuitos estocásticos se utilizan en aplicaciones que requieren baja área y consumo de energía. La computación realizada utilizando estos circuitos se denomina computación estocástica (SC). Las operaciones aritméticas en esta computación pueden realizarse utilizando circuitos lógicos mínimos. El sistema SC permite un equilibrio entre la precisión computacional y el área; por lo tanto, el desafío en SC es mejorar la precisión. La precisión depende de la parte del generador de números estocásticos (SNG) del sistema SC. Los SNG proporcionan la entrada estocástica apropiada requerida para la computación estocástica. Por lo tanto, exploramos la precisión en SC para varias operaciones aritméticas realizadas utilizando computación estocástica con la ayuda de circuitos lógicos. Las contribuciones en este documento son; primero, hemos realizado computación estocástica para componentes aritméticos utilizando dos SNG diferentes. Los SNG considerados son generadores de números estocásticos tradicionales basados en registros de desplazamiento de retroalimentación lineal (LFSR) y generadores de números estocásticos basados en S-box. En segundo lugar, los componentes aritméticos se implementan en un circuito combinacional para expresiones algebraicas en el dominio estocástico utilizando dos SNG diferentes. En tercer lugar, se ha realizado un análisis computacional para componentes aritméticos estocásticos y la ecuación algebraica estocástica. Por último, se realiza un análisis de precisión y medición entre la computación basada en LFSR y la computación basada en S-box. El aspecto novedoso de este trabajo es el uso de SNG basados en S-box en el desarrollo de la computación estocástica en componentes aritméticos. Además, se presenta la implementación de la computación estocástica en el circuito combinacional utilizando los componentes aritméticos básicos desarrollados, y la exploración de la precisión con respecto a los generadores de números estocásticos utilizados.