【摘 要】
：
随着数字化时代的到来,巨量的数字化信息在为人类谋取幸福生活的同时也逐渐加重了终端数据处理设备的负担。目前阶段,硬件资源和供电方面的限制成为终端设备性能发展的瓶颈,因此人类对于新型低功耗运算单元的需求日益迫切。近似计算作为一种新兴高效低功耗设计范式被提出,广泛应用于一些容错性较好的应用中（机器学习、数据挖掘等）,近似计算通过选择性放松一定的精度,可有效降低功耗,提高电路性能。在各种计算和信号处理应用
论文部分内容阅读
随着数字化时代的到来,巨量的数字化信息在为人类谋取幸福生活的同时也逐渐加重了终端数据处理设备的负担。目前阶段,硬件资源和供电方面的限制成为终端设备性能发展的瓶颈,因此人类对于新型低功耗运算单元的需求日益迫切。近似计算作为一种新兴高效低功耗设计范式被提出,广泛应用于一些容错性较好的应用中（机器学习、数据挖掘等）,近似计算通过选择性放松一定的精度,可有效降低功耗,提高电路性能。在各种计算和信号处理应用中,乘法器是基本的运算单元,由于乘法器硬件结构复杂,且通常位于数字系统的关键路径。因此,乘法器的近似可以极大地优化系统性能。本论文重点针对于高效低功耗近似乘法器的近似计算设计与应用进行科学研究,为了解决基本运算单元的高功耗难题,设计了两种近似Booth编码器和两种近似约简树结构,两两结合提出了四种高效低功耗近似Booth乘法器。本论文的主要贡献总结如下:1、提出了两种新型近似Booth编码器,该近似Booth编码器在硬件开销和精确度方面实现了良好的折衷。2、提出了两种高性能近似压缩树结构,有效结合了多种近似压缩方法,明显降低了延时与功耗。其负误差与所提出的第一种近似Booth编码器正误差相互补偿,有效提高了乘法器计算精度。3、设计实现了四种基于误差补偿的低功耗近似Booth乘法器,与已有乘法器相比,所提出的第二种近似Booth乘法器降低了20.62%的功耗与14.45%的延时,节省了19.68%的面积。同时,其归一化平均错误距离比已有的近似乘法器更优秀。4、图像滤波的结果验证了所提出的近似Booth乘法器的实用性。
其他文献
真随机数发生器（True random number generators,TRNGs）在加密系统中扮演着重要的角色。但是目前基于环形振荡器（Ring oscillator,RO）、时钟管理器（Digital clock manager,DCM）等TRNGs设计都存在随机性较差、吞吐率较低或者硬件占用资源较大等不足,且有的设计需要手动布局布线,可移植性较差,对外界干扰较为敏感,没有一定的鲁棒性。因
随着农业智能化不断推进,以深度学习和机器人为代表的人工智能技术在农业方面的应用也得到了广泛的研究。针对当前番茄采摘机器人视觉系统存在的不足,本文提出了一种基于YOLOv5s和点云数据的番茄识别与定位算法,同时对采摘流程进行优化,并通过实验测试番茄采摘机器人性能,主要研究内容如下:首先,对于番茄采摘机器人视觉系统进行设计。机器人整体使用ROS（机器人操作系统）进行搭建。硬件采用“眼在手上”的方案,根
随着无线通信技术的不断发展以及军事应用的大量需求,对大规模周期阵列天线进行准确的电磁分析和快速的物理属性捕捉对实际天线设计具有极大的意义。传统的分析法难以为天线提供清晰的物理概念和解释。特征模理论能够提供物理洞察力。因此,对阵列天线进行高效准确的特征模分析具有很大的研究价值。论文主要工作包括:本文提出了周期特征模分析法-等效偶极矩算法。周期特征模分析法采用全域基函数的概念,显著降低了未知量数。通过
Cu、Ag纳米颗粒因其可满足低温烧结、高温服役的需求,近年来成为了功率器件封装材料领域的研究热点。Cu纳米颗粒在成本及抗电迁移方面具有一定的优势,但其表面易氧化,进而需要更高的烧结温度。相较于Cu纳米颗粒,Ag纳米颗粒具有出色的化学稳定性、导电性及相同尺寸下更好的低温烧结性能,但其使用成本较高。为了在获得较好的低温烧结性能的基础上降低成本,本文提出了一种基于甲酸预处理的Cu/Ag纳米颗粒中间层的C
矩阵求逆运算广泛应用于数字音视频加密、人工智能、雷达声纳检测技术、图像处理等领域。随着现代数字信号处理对密集型、海量型数据高实时性处理的需求,快速、高效的实现大规模矩阵求逆已经成为大规模MIMO中解决信号干扰,降低用户端的处理复杂度的瓶颈,同时也成为现代数字信号领域的研究重点。矩阵求逆的运算复杂度随着矩阵规模的增大呈指数递增,传统的矩阵求逆方法由于计算过程复杂,消耗大量的存储空间,严重限制了计算速
随着集成电路技术的飞速发展和电子设备的快速普及,安全通信和身份认证越来越受到人们的关注。为了保护用户数据和产品信息安全,电子产品的防伪加密技术尤为重要。传统的加密认证方式需要将密钥存放于非易失性存储器中,很容易受到侵入式和非侵入式攻击。物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）作为解决此类安全问题的一种有效方法,其利用CMOS电路在制造过程中的工艺偏差来为
自晶体管发明以来,集成电路产业借此高速发展,近些年国家也是高度重视集成电路产业,大力扶持该产业的发展。随着技术的进步,IC的集成度在不断提升,因此对于制造一枚成品IC来说,需要越来越多的第三方的参与,包括在设计阶段第三方的EDA工具和IP核。但是随之出现的问题是,IC中可能会被留有“后门”,它对IC的安全具有高度的威胁。这些“后门”被称为硬件木马,它威胁着我们个人、企业和国家的信息安全。自有关硬件
近年来,锂离子技术的发展因电极材料能量密度限制已逐渐走向饱和。在众多可替代电池技术中,锂硫电池凭借高比能量、原材料价格美丽和环境友好等优势发展前景广阔。然而,实现锂硫电池的实际应用仍面临巨大的技术挑战,这主要归结于硫及其放电产物（Li2S2和Li2S）导电性差,电池充放电过程中硫相变形成的副产物易扩散损失,电极体积膨胀及树枝状锂的形成等一系列问题。尤其是将载硫量提高到实际应用水平时,上述问题会愈发
随着原有的应用领域不断扩大,以及新的应用领域的迅速发展,电源管理芯片的需求量也逐年上升。DC-DC降压转换器是其中至关重要的部分。它可以高效、准确地将电池电压转换为各种稳定的电压,从而满足负载要求。宽负载范围和高效率是DC-DC降压转换器的两个重要设计要求。宽负载范围使设备能够在复杂的负载环境中工作,而高效率可以延长电子设备的使用时间和寿命,并有利于低碳环保。根据宽负载范围和高效率要求,本文采用功
硅基光电探测器具有高灵敏度、低功耗、与微电子工艺高度兼容等优点,在光通信、自动驾驶、生物医药等领域得到了广泛应用。但随着器件集成度的提高,热积累问题越来越受到重视,因此提升硅基光电探测器的热稳定性成为了需要迫切解决的问题。PdO为本征p型氧化物半导体,其热稳定性好,且光电性能优异,非常适合同n型硅组成异质结,构建高热稳定性的硅基光电探测器。本论文采用原位化学气相氧化法合成PdO薄膜,制备了PdO/