基于近似计算的逻辑级功耗优化方法

发布时间：2024-07-05 23:31

　　随着集成电路的进步,计算机视觉,人工智能,大数据等密集运算的应用得以发展。但是随着这些应用的发展,对底层硬件的运算力提出了更高的要求。那么在现有的工艺上如何满足应用层需求是目前集成电路研究重点之一。近似计算是通过损失精度换取功耗,面积,延时优化的一种设计方法,因为损失计算精度在某些特定应用上并不影响最终的输出结果,所以近似计算具有一定的实际应用价值和潜在的应用前景。本文根据Boolean和Reed-Muller(RM)逻辑的特性,结合近似计算方法,对电路进行优化。研究内容有以下两个方面:1)基于近似计算的包含不完全确定项的固定极性的RM(Incompletely Specified Fixed Polarity Reed-Muller,ISFPRM)函数的近似优化方法。该方法,通过并行列表法和不相交项表示法提升极性转换速度,通过公式法代替低功耗分解法提升功耗计算速度,通过遗传算法搜索到最优近似电路版本。2)基于近似计算的传统布尔(Traditional Boolean,TB)逻辑优化方法。该方法通过计算各节点信号概率迅速锚定卡点位置,通过前向简化和反向简化技术删减电路结构,最后通过最大...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 近似计算的研究现状
        1.2.2 RM逻辑及双逻辑研究现状
    1.3 论文的内容与结构
2 基本概念介绍
    2.1 本章目标
    2.2 近似计算
        2.2.1 近似电路设计方法
        2.2.2 衡量近似电路品质
        2.2.3 错误成本定义
        2.2.4 错误的引入方法
        2.2.5 错误成本的计算
    2.3 功耗估算
        2.3.1 逻辑级的定义
        2.3.2 逻辑级功耗定义
        2.3.3 二级电路的功耗估算方法
        2.3.4 多级电路的功耗估算方法
3 RM函数相关概念
    3.1 本章目标
    3.2 RM函数介绍
    3.3 RM逻辑函数的展开和性质
    3.4 RM函数的具体展开式
    3.5 TB到 FPRM逻辑函数的转换
        3.5.1 串行列表技术
        3.5.2 并行列表技术
    3.6 TB到 ISFPRM逻辑函数的转换方法
    3.7 利用不相交乘积项技术实现TB到 ISFPRM函数转换
        3.7.1 不相交乘积项介绍
        3.7.2 不相交乘积项列表法
4 基于近似计算的ISFPRM函数功耗优化方法
    4.1 本章目标
    4.2 近似逻辑原理及其面积和功耗估算
    4.3 基于遗传算法的ISFPRM功耗优化
        4.3.1 遗传算法
        4.3.2 编码及适应度函数
        4.3.3 遗传算子
        4.3.4 程序伪代码
    4.4 实验与实验结果分析
    4.5 结语
5 基于近似计算的布尔电路优化
    5.1 本章目标
        5.1.1 卡点故障
        5.1.2 故障传输
    5.2 基于近似计算的AIG优化算法
    5.3 实验与实验结果分析
    5.4 结语
6 双逻辑电路的功耗优化
    6.1 本章目标
    6.2 获得双逻辑DAG
    6.3 AXIOG的介绍及其功耗估算
    6.4 AXIOG功耗优化
        6.4.1 级联异或门的低功耗分解
        6.4.2 级联与门重写
        6.4.3 级联或门与级联非门
        6.4.4 镜像结构
    6.5 实验与实验结果分析
    6.6 结语
7 总结展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：4001716