[發明專利]一種用于電路近似計算的自動化節點刪除方法

有效

• 申請號: 201711078901.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107862132B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 賀雅娟;張子驥;何進;衣溪林;史興榮;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/392
• 分類號: G06F30/392
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種用于電路近似計算的自動化節點刪除方法，屬于集成電路技術領域。將需要近似計算的電路進行綜合操作得到電路網表并獲取電路網表中的功耗和延遲信息，通過仿真得到電路輸出誤差；若誤差達到閾值則輸出電路網表，若不是則分別對電路網表中每一個節點進行逐一刪除，得到刪除每一個節點時的電路的功耗變化值、延遲變化值和輸出誤差變化值；計算每一個節點在刪除該節點時的功耗變化值和延遲變化值與輸出誤差變化值的比值并標記在每一個節點上，按比值從高到低的順序排序電路網表中的節點；刪除比值最高的節點和僅用于產生該節點的附屬節點，將刪除節點后的電路網表進行綜合，產生新的電路網表返回第一步。本發明具有高效率、高精度和低誤差的特點。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體的說涉及一種用于電路近似計算的自動化節點刪除方法。

背景技術

在過去幾十年中，工藝線寬一直是集成電路發展中的關鍵技術。然而，隨著線寬縮小難以繼續，摩爾定律逐漸開始失效，加上工藝、電壓、溫度(PVT)的變化以及閾值的縮小，使得電路的性能、功耗的進一步提高受到極大的限制。同時，線寬減小使得功率密度增大，集成電路的散熱也變得困難。為了解決這個問題，近似計算技術被廣泛的應用在各種集成電路設計中，從硬件設計到算法、軟件層面的不同抽象層，成為克服電路性能障礙和尺寸縮放所遇到的物理和經濟限制的一種解決方案。

移動設備、物聯網設備的計算能力在近些年中呈指數級增長，但是電池技術并沒有遵循相同的演進速度。物聯網設備不僅需要在沒有用戶干預的情況下運行數年，而且還將產生巨大的數據量，這些數據必須在極度耗電且需要復雜冷卻系統的數據中心中處理。為了解決這些數據處理過程中遇到的問題，即數據計算過程，在包括數字信號處理、圖像處理、神經網絡計算等消耗大量算力的計算領域，傳統的近似計算采用不精確邏輯替代精確邏輯的方法，設計具有更小功耗、更優性能的計算單元，用于取代精確的計算單元，即刪除某些電路節點，減少電路的單元數量和計算復雜度，以犧牲電路計算精度為代價，從而達到降低功耗、提高速度的目的。

然而，在實際應用中，采用不精確計算單元取得的效果并不理想。隨著近似單元在被計算數據中由低權重位向高權重位取代精確單元，誤差呈現出指數級的增長，且對性能的改善并不顯著。同時，傳統的近似計算方法需要單獨設計近似單元來適應當前的整體計算電路，實際是人工選擇了需要刪除的電路節點，極大的增加了人工設計的時間和復雜度。另外，在傳統設計中，整體電路的誤差和功耗、速度難以建立關系，因而不能有效的指導刪除最優的節點以達到最優的電路改善。

發明內容

本發明所要解決的，就是針對上述傳統近似計算方法中需要人工進行單元設計，無法同時兼顧誤差和電路延遲、功耗，沒有指標引導節點刪除過程的問題，提供一種能夠實現高精度、低誤差的自動化節點刪除方法，采用自動循環迭代的方法，自行評估電路中刪除各節點的優先程度，減少了人工設計時間，提高了節點刪除對電路性能的改善效果。

本發明的技術方案為：

一種用于電路近似計算的自動化節點刪除方法，包括如下步驟：

步驟一：對需要近似計算的電路進行綜合操作得到電路網表；

步驟二：獲取電路網表中的功耗和延遲信息，通過仿真得到電路輸出誤差；

步驟三：判斷步驟二得到的電路輸出誤差是否達到閾值，若達到，轉到步驟八；若未達到，繼續下一步；

步驟四：分別對電路網表中每一個節點進行逐一刪除，得到刪除每一個節點時的電路的功耗變化值、延遲變化值和輸出誤差變化值；

步驟五：計算每一個節點在刪除該節點時的功耗變化值和延遲變化值與輸出誤差變化值的比值，并將所述比值標記在對應的節點上，根據所述比值按順序排序電路網表中的節點；

步驟六：刪除所述比值最高的節點，同時刪除電路網表中僅用于產生所述被刪除的節點的附屬節點；