عنوان پایان‌نامه
بهبود کارآیی سیستمهای فرو کم مصرف با استفاده از محاسبات تقریبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3104;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3104
- تاریخ دفاع
- ۱۹ اسفند ۱۳۹۴
- دانشجو
- محسن فاریابی
- استاد راهنما
- مهدی مدرسی
- چکیده
- از جمله راهکارهایی که برای کاهش مصرف توان و همچنین افزایش کارایی سیستم های دیجیتال، طی سالیان اخیر پیشنهاد شده است، استفاده از محاسبات تقریبی می باشد. استفاده از محاسبات تقریبی به معنی طراحی مدار با در نظر گرفتن میزان خاصی از دقت در مقابل مداراتی با خروجی دقیق و قطعی است. این مدارها برای کاربردهایی تولید می‌شوند که توانایی تحمل میزان مشخصی از خطا را دارند و با بروز آن میزان خطا، همچنان کارکردشان قابل قبول می باشد. هدف از پژوهش حاضر، ارائه ی راهکاری برای مقابله با مشکلات به وجود آمده در اثر نوسانات ساخت، با استفاده از محاسبات تقریبی است. به این منظور با توجه به کاربرد مورد نظر، مداری طراحی می‌شود که علاوه بر برآوردن میزان دقت مورد نیاز، در برابر نوسانات ساخت مقاوم است و افت کارایی قابل توجهی را موجب نمی‌گردد. در طراحی های جدید به علت وجود نوسانات، دوره کلاک مدار بیش از تأخیر طولانی‌ترین مسیر در نظر گرفته می‌شود که موجب افت کارایی مدار می گردد. در این پژوهش ابتدا مسیرهایی از مدار که قابلیت ایجاد خطاهای زمانی در حضور نوسانات ساخت را دارند، مشخص می‌گردند. سپس واحدهای محاسباتی موجود در این مسیرها به گونه‌ای تقریب زده می‌شوند که ضمن رعایت محدودیت‌ها، افت کیفیت خروجی‌های مدار قابل توجه نباشد. بر این اساس دو روش ایستا و پویا پیشنهاد شده است. در روش ایستا عملیات تقریب در زمان طراحی و در روش پویا بعد از طراحی و ساخت مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نهایت مدار تقریبی تولیدی با استفاده از ورودی‌های واقعی شبیه‌سازی می‌شود و دقت نتایج بررسی می‌گردد. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی روش‌های ارائه شده در این پژوهش نشان داد که به ازای کاهش 10 درصدی تأخیر مسیر بحرانی یک مدار که به معنی افزایش حاشیه اطمینان مدار در مقابل خطاهای زمانی ناشی از نوسانات ساخت می‌باشد، در عمل کاهش کیفیت ناچیزی (کمتر از 1%) از دید کاربر اتفاق خواهد افتاد. واژه‌های کلیدی: محاسبات تقریبی، نوسانات ساخت، کاربردهای چندرسانه‌ای
- Abstract
- One of the solutions that suggest for decreasing power consumption and increasing performance in digital systems during recent years is approximate computing. Using approximate computing means that designing the circuit with limited accuracy against the circuit with exact and deterministic output. Approximate circuits use in applications can tolerate a determined amount of error and their functions are acceptable even with erroneous output. The goal of this research is proposing a solution in order to be dealt with and overcome problems due to variation, using approximate computing. So according to intended application, we design a circuit that meet required accuracy, tolerate process variations and doesn’t cause significant performance loss. In new designs for overcoming variation problems, clock period is determined greater than critical path length that cause performance loss. In this research, at first specify paths of circuit that potentially can produce timing error due to process variation. Then approximate processing units exist on these paths in order to meet constraints and reach acceptable performance loss. Accordingly we propose two method, static and dynamic. In static method approximate operation use in design time but dynamic method use after fabrication of circuit. Eventually simulate approximate circuit using real input data and evaluate accuracy of results. The obtained results of simulating our methods demonstrated that for decreasing 10% of critical path delay (increasing safety margin against timing errors due to the process variation), negligible quality loss (less than 1%) occurs from users point of view. Keywords: approximate computing, process variation, multimedia applications
