EMT/MISC: Theory and methods for design and synthesis of approximate logic circuits and systems: a paradigm for emerging technologies

EMT/MISC:近似逻辑电路和系统的设计和综合的理论和方法:新兴技术的范例

基本信息

  • 批准号:
    0829946
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2008-09-01 至 2012-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

AbstractThis research develops a completely new approach for automatically synthesizing and manually designing digital circuits that implement approximate-yet-acceptable versions of logic functions. This approach provides lower cost and higher speed versions of many widely used digital systems. The benefits of this research will grow with the adoption of each new nanotechnology.All future nanoscale CMOS and emerging non-CMOS nanotechnologies will suffer from increasing levels of non-idealities ? especially high process variations, defect densities, and noise sensitivity. These non-idealities present a fundamental challenge, since, if left unchecked, they will erode most benefits provided by adoption of these nanotechnologies. This research involves development of approximate design and synthesis, a completely new paradigm for dealing with this fundamental challenge. This paradigm builds upon the recent demonstration that there is considerable flexibility in the behavioral specifications for wide classes of digital systems. Such flexibilities in specifications are captured in the form of acceptable deviations from the nominal behavioral specifications and the first logic synthesis and design approaches and tools are developed to exploit these deviations to reduce cost or enhance performance and yield. In contrast to all existing research directions, this paradigm mitigates the effects of non-idealities by simplifying the designed circuit. This approach is applicable to application-specific chips for many embedded systems and many types of widely used processors, e.g., arithmetic co-processors, processors for digital signal processing, and graphics processors. Collectively, the set of chips that benefit from this approach constitute a significant proportion of all chips sold in any given year. This research opens a completely new avenue for dramatically improving cost, performance, and yield for future nanotechnologies.1
摘要这项研究开发了一种全新的方法,用于自动合成和手动设计数字电路,该数字电路实现逻辑功能的近似可接受版本。这种方法提供了许多广泛使用的数字系统的较低成本和更高的速度版本。这项研究的好处将随着每种新的纳米技术的采用而增长。未来的纳米级CMO和新兴的非CMOS纳米技术是否会遭受非理想水平越来越高的水平?特别是高过程变化,缺陷密度和噪声敏感性。这些非理想性提出了一个根本的挑战,因为如果没有受到检查,它们将削弱通过采用这些纳米技术提供的最大好处。这项研究涉及开发近似设计和合成,这是应对这一基本挑战的全新范式。这种范式基于最近的演示,即广泛的数字系统的行为规格具有相当大的灵活性。规格中的这种灵活性是以可接受的偏差与名义行为规格的形式捕获的,并且开发了第一个逻辑合成和设计方法和工具来利用这些偏差以降低成本或提高性能和产量。与所有现有的研究方向相反,该范式通过简化设计的电路来减轻非理想性的影响。这种方法适用于许多嵌入式系统和许多类型的广泛使用处理器的应用特定芯片,例如算术协会,数字信号处理的处理器和图形处理器。总体而言,从这种方法中受益的一组芯片构成了任何给定年份出售的所有芯片的很大一部分。这项研究为未来纳米技术的成本,性能和收益率显着提高了全新的途径。1

项目成果

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