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Strumentazione di un circuito di calcolo per modificarne la precisone dinamicamente agendo sulle sue condizioni operative

approximate computingefficienza energeticaprogettazione circuiti integrati

Introduzione

L’invenzione consiste in un metodo per la strumentazione automatica di circuiti digitali, per consentirne la riconfigurazione della precisione di calcolo a runtime, con un tempo di riconfigurazione limitato e bassi overheads di area e potenza a precisione massima. Tali circuiti possono essere utilizzati nelle applicazioni “tolleranti all’errore”, quali multimedia, radio e machine learning.

Caratteristiche Tecniche

Un circuito di calcolo digitale basato su tecnologia standard-cell è diviso in multipli domini di potenza a grana fine. A seconda della precisione richiesta e della frequenza di clock, le condizioni operative dei domini sono alterate per consentire il rispetto dei vincoli di timing con il minimo consumo di potenza possibile. I domini possono essere quadrati identici, costruiti in base ad una griglia, oppure rettangoli irregolari, costruiti in base ad un’analisi della rilevanza della velocità di ciascuna cella alle diverse precisioni. La prima soluzione è migliore dal punto di vista della regolarità, mentre la seconda permette un maggior risparmio energetico. La velocità e potenza dei domini è modificata agendo principalmente sulle tensioni di soglia e di alimentazione dei transistori. Dunque, l’invenzione è particolarmente efficace per le tecnologie in cui la tensione di soglia impatta molto velocità e potenza, come la FDSOI.

Possibili Applicazioni

  • Elaborazione di dati multimediali (audio e video);
  • Elaborazione di segnali a radio-frequenza;
  • Machine learning;
  • Deep learning;
  • Hardware per tutte le altre applicazioni “tolleranti agli errori”

Vantaggi

  • Flusso di strumentazione automatico;
  • Compatibile con I software industriali per la progettazione di circuiti digitali integrati;
  • Applicabile a tutti i principali circuiti di calcolo;
  • Bassi tempi di riconfigurazione;
  • Bassi overheads di area e potenza alla massima precisione.