یک فشرده‌ساز تقریبی 4 به 2 با استفاده از ورودی گیت انتشار تکمیل شده با آستانه دینامیکی
الموضوعات :
فروزان بهرامی
1
,
نبی اله شیری
2
,
فرشاد پسران
3
1 - گروه مهندسی برق ، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.
2 - گروه مهندسی برق ، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.
3 - گروه مهندسی برق ، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.
الکلمات المفتاحية: محاسبات تقریبی, CNTFET, GDI, کمپرسور تقریبی,
ملخص المقالة :
محاسبات تقریبی یک مفهوم طراحی جدید می باشد که بر مبنای یک داد و ستد بین عملکرد پارامترهای مداری و دقت استوار می باشد. مدارهای تقریبی در کابردهایی که مقاوم در برابر خطا هستند نقش بسیار مفیدی دارند یکی از این کاربردها پردازش تصویر می باشد. این مقاله یک کمپرسور 4-2 تقریبی با 12 ترانزیستور را معرفی می کند. کمپرسور پیشنهادی توان تلفاتی پایینی داشته و ولتاژ خروجی آن دارای سوئینگ کامل می باشد، این ویژگیهای ها ناشی از استفاده همزمان از تکنیکهای GDI و DT می باشد. مدار پیشنهادی با تکنولوژی 16 نانومتر CNTFET پیاده سازی شده که مساحت بسیار پایینی را اشغال می کند. با توجه به نتایج شبیه سازی، کمپرسور تقریبی 4-2 توان تلفاتی و PDP بسیار پایینی را نشان می دهد که این مقادیر در مقایسه با نمونه دقیق آن به ترتیب دارای کاهش 95.18% و 95.27% می باشند. مدار پیشنهادی از نظر سایر ویژگیهای مدارهای تقریبی مانند فاصله خطا، میانگین فاصله خطا و میانگین نرمالیزه شده فاصله خطا نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی شایستگی های مدار پیشنهادی رابه ویژه برای کاربردهای پردازش سیگنالهای دیجیتال تایید می کند.
[1] Q. Xu, T. Mytkowicz and N. S. Kim, “Approximate computing: A survey,” IEEE Des. Test., vol. 33, no. 1, pp. 8–22, Feb. 2016, doi: 10.1109/MDAT.2015.2505723.
[2] A. Sadeghi, N. Shiri and M. Rafiee, "High-Efficient, Ultra Low-Power and High-Speed 4:2 Compressor with a New Full Adder Cell for Bioelectronics Applications," Circuits Syst Signal Process , vol. 39, pp. 6247–6275, 2020, doi: 10.1007/s00034-020-01459-x.
[3] F. Bahrami, N. Shiri and F. Pesaran, “A New Approximate Sum of Absolute Differences Unit for Bioimages Processing,” IEEE Embedded Systems Letters, Feb. 2023, doi: 10.1109/LES.2023.3245020.
[4] M. Rafiee, Y. Sadeghi, N. Shiri and A. Sadeghi, "An approximate CNTFET 4:2 compressor based on gate diffusion input and dynamic threshold,". Electron. Lett, vol. 57, pp. 650-652, 2021, doi: 10.1049/ell2.12221.
[5] T. Rashedzadeh, S.M. Riyazi and N. C Shirazi, “Analysis of the effect of changes of FINs Architectural on FINFET Drain current and on Average Power Dissipation and Propagation Delay in the Hybrid-CMOS full adder,” Journal of Southern Communication Engineering, vol. 10, no. 40, pp. 25-36, Jun. 2021. (in persian).
[6] M. Sayyaf, A. Ghasemi and R. Hamzehyan, “Design of Low Power Single-Bit Full-Adder Cell Based on Pass-Transistor Logic,” Journal of Southern Communication Engineering, 2022, doi:10.30495/jce.2022.692834, (in persian).
[7] A. Momeni, J. Han, P. Montuschi and F. Lombardi, “Design and analysis of approximate compressors for multiplication,” IEEE Trans. Comput., vol. 64, no. 4, pp. 984–994, Apr. 2015, doi: 10.1109/TC.2014.2308214.
[8] S. Venkatachalam and S.-B. Ko, “Design of power and area efficient approximate multipliers,” IEEE Trans. Very Large Scale Integr. (VLSI) Syst., vol. 25, no. 5, pp. 1782–1786, May 2017, doi: 10.1109/TVLSI.2016.2643639.
[9] M. Ha and S. Lee, “Multipliers with approximate 4–2 compressors and error recovery modules,” IEEE Embedded Syst. Lett., vol. 10, no. 1, pp. 6–9, Mar. 2018, doi: 10.1109/LES.2017.2746084.
[10] O. Akbari, M. Kamal, A. Afzali-Kusha and M. Pedram, “Dual-quality 4:2 compressors for utilizing in dynamic accuracy configurable multipliers,” IEEE Trans. Very Large Scale Integr. (VLSI) Syst., vol. 25, no. 4, pp. 1352–1361, Apr. 2017, doi: 10.1109/TVLSI.2016.2643003.
[11] M. Ahmadinejad, M. H. Moaiyeri and F. Sabetzadeh, “Energy and area efficient imprecise compressors for approximate multiplication at nanoscale,” AEU-Int. J. Electron. Commun., vol. 110, Art. no. 152859, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.aeue.2019.152859.
[12] A. G. M. Strollo, et al, “Comparison and extension of approximate 4-2 compressors for low-power approximate multipliers,” IEEE Trans. Circuits Syst. Regul. Pap., vol. 67, no. 9, pp. 3021–3034, 2020, doi: 10.1109/TCSI.2020.2988353.
[13] A. Morgenshtein, A. Fish and I. A. Wagner, "An efficient implementation of D-Flip-Flop using the GDI technique," IEEE International Symposium on Circuits and Systems (IEEE Cat. No.04CH37512), Vancouver, BC, Canada, 2004, pp. II-673, doi: 10.1109/ISCAS.2004.1329361.
[14] H. Arfavi, S.M. Riyazi and R. Hamzehyan, “Evaluation of temperature, Disturbance and Noise Effect in Full Adders Based on GDI Method,” Journal of Southern Communication Engineering, 2023, doi: 10.30495/jce.2023.1973764.1197, (in persian).
[15] F. Pooladi, F. Pesaran and N. Shiri, "Efficient GDI-based approximate subtractors for change detection in bio-image processing applications," Microelectronics Journal , vol. 135, p. 105757, May. 2023, doi: 10.1016/j.mejo.2023.105757.
[16] F. Bahrami, N. Shiri and F. Pesaran, “Imprecise Subtractor Using a New Efficient Approximate-Based Gate Diffusion Input Full Adder for Bioimages Processing,” Computers and Electrical Engineering, vol. 108, p. 108729, May 2023, doi: 10.1016/j.compeleceng.2023.108729.
_||_[1] Q. Xu, T. Mytkowicz and N. S. Kim, “Approximate computing: A survey,” IEEE Des. Test., vol. 33, no. 1, pp. 8–22, Feb. 2016, doi: 10.1109/MDAT.2015.2505723.
[2] A. Sadeghi, N. Shiri and M. Rafiee, "High-Efficient, Ultra Low-Power and High-Speed 4:2 Compressor with a New Full Adder Cell for Bioelectronics Applications," Circuits Syst Signal Process , vol. 39, pp. 6247–6275, 2020, doi: 10.1007/s00034-020-01459-x.
[3] F. Bahrami, N. Shiri and F. Pesaran, “A New Approximate Sum of Absolute Differences Unit for Bioimages Processing,” IEEE Embedded Systems Letters, Feb. 2023, doi: 10.1109/LES.2023.3245020.
[4] M. Rafiee, Y. Sadeghi, N. Shiri and A. Sadeghi, "An approximate CNTFET 4:2 compressor based on gate diffusion input and dynamic threshold,". Electron. Lett, vol. 57, pp. 650-652, 2021, doi: 10.1049/ell2.12221.
[5] T. Rashedzadeh, S.M. Riyazi and N. C Shirazi, “Analysis of the effect of changes of FINs Architectural on FINFET Drain current and on Average Power Dissipation and Propagation Delay in the Hybrid-CMOS full adder,” Journal of Southern Communication Engineering, vol. 10, no. 40, pp. 25-36, Jun. 2021. (in persian).
[6] M. Sayyaf, A. Ghasemi and R. Hamzehyan, “Design of Low Power Single-Bit Full-Adder Cell Based on Pass-Transistor Logic,” Journal of Southern Communication Engineering, 2022, doi:10.30495/jce.2022.692834, (in persian).
[7] A. Momeni, J. Han, P. Montuschi and F. Lombardi, “Design and analysis of approximate compressors for multiplication,” IEEE Trans. Comput., vol. 64, no. 4, pp. 984–994, Apr. 2015, doi: 10.1109/TC.2014.2308214.
[8] S. Venkatachalam and S.-B. Ko, “Design of power and area efficient approximate multipliers,” IEEE Trans. Very Large Scale Integr. (VLSI) Syst., vol. 25, no. 5, pp. 1782–1786, May 2017, doi: 10.1109/TVLSI.2016.2643639.
[9] M. Ha and S. Lee, “Multipliers with approximate 4–2 compressors and error recovery modules,” IEEE Embedded Syst. Lett., vol. 10, no. 1, pp. 6–9, Mar. 2018, doi: 10.1109/LES.2017.2746084.
[10] O. Akbari, M. Kamal, A. Afzali-Kusha and M. Pedram, “Dual-quality 4:2 compressors for utilizing in dynamic accuracy configurable multipliers,” IEEE Trans. Very Large Scale Integr. (VLSI) Syst., vol. 25, no. 4, pp. 1352–1361, Apr. 2017, doi: 10.1109/TVLSI.2016.2643003.
[11] M. Ahmadinejad, M. H. Moaiyeri and F. Sabetzadeh, “Energy and area efficient imprecise compressors for approximate multiplication at nanoscale,” AEU-Int. J. Electron. Commun., vol. 110, Art. no. 152859, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.aeue.2019.152859.
[12] A. G. M. Strollo, et al, “Comparison and extension of approximate 4-2 compressors for low-power approximate multipliers,” IEEE Trans. Circuits Syst. Regul. Pap., vol. 67, no. 9, pp. 3021–3034, 2020, doi: 10.1109/TCSI.2020.2988353.
[13] A. Morgenshtein, A. Fish and I. A. Wagner, "An efficient implementation of D-Flip-Flop using the GDI technique," IEEE International Symposium on Circuits and Systems (IEEE Cat. No.04CH37512), Vancouver, BC, Canada, 2004, pp. II-673, doi: 10.1109/ISCAS.2004.1329361.
[14] H. Arfavi, S.M. Riyazi and R. Hamzehyan, “Evaluation of temperature, Disturbance and Noise Effect in Full Adders Based on GDI Method,” Journal of Southern Communication Engineering, 2023, doi: 10.30495/jce.2023.1973764.1197, (in persian).
[15] F. Pooladi, F. Pesaran and N. Shiri, "Efficient GDI-based approximate subtractors for change detection in bio-image processing applications," Microelectronics Journal , vol. 135, p. 105757, May. 2023, doi: 10.1016/j.mejo.2023.105757.
[16] F. Bahrami, N. Shiri and F. Pesaran, “Imprecise Subtractor Using a New Efficient Approximate-Based Gate Diffusion Input Full Adder for Bioimages Processing,” Computers and Electrical Engineering, vol. 108, p. 108729, May 2023, doi: 10.1016/j.compeleceng.2023.108729.
