Un método de diseño consciente de variaciones para la aritmética distribuida
Autores: Lu, Yue; Duan, Shengyu; Halak, Basel; Kazmierski, Tom
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un método de diseño consciente de variaciones para la aritmética distribuida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseños digitales
Aritmética distribuida
Prevención de errores de temporización in-situ
Margen de seguridad
Variaciones de proceso
Ahorro de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La aritmética distribuida (DA) aporta beneficios de área y potencia a los diseños digitales relevantes para Internet de las cosas. Por lo tanto, se requieren con urgencia nuevas técnicas resistentes a errores para la computación DA para mejorar la robustez contra las variaciones de proceso, voltaje y temperatura (PVT). Este documento propone una nueva técnica de prevención de errores de temporización in situ para mitigar el impacto de las variaciones en los circuitos DA al proporcionar una banda de protección para los cálculos más significativos. Esta banda de protección se logra inicialmente modificando el bloque de extensión de signo y ajustando cuidadosamente las compuertas. Por lo tanto, el cálculo del bit menos significativo (LSB) puede corresponder a la ruta crítica, y el error de temporización puede tolerarse a costa de una pérdida de precisión aceptable. Nuestro enfoque se demuestra en un filtro FIR de impulso finito de 16 taps utilizando el proceso CMOS de 65 nm y los resultados de la simulación muestran que este diseño aún puede mantener un alto rendimiento de precisión sin margen de temporización de peor caso, y lograr ahorros de potencia mediante escalado de voltaje cuando se considera el margen de peor caso con solo sobrecarga de área.
Descripción
La aritmética distribuida (DA) aporta beneficios de área y potencia a los diseños digitales relevantes para Internet de las cosas. Por lo tanto, se requieren con urgencia nuevas técnicas resistentes a errores para la computación DA para mejorar la robustez contra las variaciones de proceso, voltaje y temperatura (PVT). Este documento propone una nueva técnica de prevención de errores de temporización in situ para mitigar el impacto de las variaciones en los circuitos DA al proporcionar una banda de protección para los cálculos más significativos. Esta banda de protección se logra inicialmente modificando el bloque de extensión de signo y ajustando cuidadosamente las compuertas. Por lo tanto, el cálculo del bit menos significativo (LSB) puede corresponder a la ruta crítica, y el error de temporización puede tolerarse a costa de una pérdida de precisión aceptable. Nuestro enfoque se demuestra en un filtro FIR de impulso finito de 16 taps utilizando el proceso CMOS de 65 nm y los resultados de la simulación muestran que este diseño aún puede mantener un alto rendimiento de precisión sin margen de temporización de peor caso, y lograr ahorros de potencia mediante escalado de voltaje cuando se considera el margen de peor caso con solo sobrecarga de área.