一種低相對(duì)誤差并保證正確符號(hào)運(yùn)算的新型近似加法器.pdf

1、根據(jù)摩爾定律，一個(gè)密集集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，大約每隔兩年會(huì)增加一倍。同時(shí)，隨著現(xiàn)在半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展，使得其大小已經(jīng)能夠縮小到納米級(jí)別，控制功耗已經(jīng)成為了在設(shè)計(jì)超大規(guī)模集成電路中，最為重要的問(wèn)題之一。近階段，人們開(kāi)始意識(shí)到了一些應(yīng)用其本身存在著容錯(cuò)性，比如多媒體處理和機(jī)器學(xué)習(xí)。因此一種叫做近似計(jì)算的方法被提了出來(lái)。它通過(guò)偶爾產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果的方式，來(lái)達(dá)到減少延時(shí)和降低功耗的目的。作為一種非?；镜倪壿嬰娐?，加法器已經(jīng)在一些近期的研究

2、工作中被重新設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)近似計(jì)算。傳統(tǒng)加法器需要長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)或者大規(guī)模的功耗來(lái)得到精確的計(jì)算結(jié)果，而近似加法器通常被設(shè)計(jì)成通過(guò)犧牲一些計(jì)算準(zhǔn)確性的方式，達(dá)到節(jié)省延時(shí)和功耗的目的。不幸的是，現(xiàn)有的近似加法器很少能有控制相對(duì)誤差，或者解決在正負(fù)數(shù)加法中可能存在的符號(hào)問(wèn)題。在本研究中，我們?cè)囍岢鲆环N全新的近似加法器，它能夠通過(guò)利用加法中的“進(jìn)位產(chǎn)生”信號(hào)來(lái)預(yù)測(cè)“進(jìn)位輸出”的結(jié)果。另外，我們提出來(lái)一種低成本的錯(cuò)誤優(yōu)化模塊，這種模塊能夠有效的把在

3、計(jì)算中可能出現(xiàn)的最大相對(duì)誤差控制在很小的范圍，同時(shí)我們又提出來(lái)一種低開(kāi)銷的符號(hào)糾錯(cuò)模塊來(lái)修正在正負(fù)號(hào)加法中可能存在的符號(hào)錯(cuò)誤問(wèn)題。
　　與傳統(tǒng)加法器相比，我們的近似加法器在延時(shí)和功耗上擁有顯著的優(yōu)勢(shì)。以一種32位加法器為例，我們的加法器的速度能比傳統(tǒng)加法器快到4.3倍，而功耗能夠節(jié)省47％。和其他近似加法器相比，我們的加法器能夠有效的減小相對(duì)誤差和保證最終結(jié)果的符號(hào)準(zhǔn)確性。為了證實(shí)我們的加法器在實(shí)際應(yīng)用中的作用，我們實(shí)現(xiàn)了兩種不同