Multiplicador aproximado eficiente en área basado en nuevos compresores 4:2 y lógica de corrección de errores

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Informática
• Circuitos Digitales
• Computación Aproximada

Sus antecedentes:

• Los multiplicadores son cruciales para los circuitos aritméticos, lo que afecta el rendimiento del sistema.
• La computación aproximada ofrece mejoras de energía y velocidad para aplicaciones con tolerancia a una pérdida menor de precisión.
• El diseño de multiplicadores eficientes implica equilibrar la complejidad del hardware y la precisión computacional.

Objetivo del estudio:

• Presentar arquitecturas de multiplicadores aproximados novedosas.
• Mejorar la eficiencia energética, la velocidad de procesamiento y la utilización de recursos de hardware.
• Lograr un mejor equilibrio entre la eficiencia del hardware y la precisión computacional.

Principales métodos:

• Partición del cálculo del multiplicador en regiones precisa, aproximada y inferior.
• Utilización de nuevos compresores 4:2 con circuitos aritméticos convencionales para la compresión de productos parciales.
• Desarrollo de lógica de corrección de errores para compensar las imprecisiones.
• Evaluación de diseños utilizando métricas de error de referencia y síntesis de hardware en tecnología CMOS de 32 nm.
• Realización de experimentos de multiplicación de imágenes en tiempo real con evaluación SSIM y PSNR.

Principales resultados:

• Logró mejoras promedio: 70,6% en precisión, 60,4% en Producto Energía-Retraso, 30,9% en Producto Potencia-Retraso y 41,6% en retraso.
• Demostró un rendimiento superior en comparación con los diseños de multiplicadores aproximados existentes.
• Mostró valores más altos de SSIM y PSNR en experimentos de multiplicación de imágenes con concentraciones de error reducidas.

Conclusiones:

• Los multiplicadores aproximados propuestos ofrecen mejoras significativas en las métricas de precisión y rendimiento.
• Estas novedosas arquitecturas proporcionan un equilibrio superior entre la eficiencia del hardware y la precisión computacional.
• Los diseños son adecuados para aplicaciones que requieren computación de alta velocidad y eficiencia energética con una pérdida mínima de precisión, como lo demuestran los resultados del procesamiento de imágenes.