Design and Analysis of Approximate 4-2 Compressor for Efficient Multiplication

Jahyung Gu; Youngmin Kim

doi:10.5573/IEIESPC.2022.11.3.162

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자료유형: 학술저널

저자정보: Jahyung Gu (Hongik University) Youngmin Kim (Hongik University)

저널정보: 대한전자공학회 IEIE Transactions on Smart Processing & Computing IEIE Transactions on Smart Processing & Computing Vol.11 No.3

발행연도: 2022.6

수록면: 162 - 168 (7page)

DOI: 10.5573/IEIESPC.2022.11.3.162

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Approximation computing concepts have been introduced and studied to provide sufficient accuracy with low power. Many approximate 4-2 compressor designs and methods are proposed to build approximate multipliers. However, most of the designs used for conventional approximate multipliers have been proposed to achieve low power by compromising accuracy or to maintain accuracy with low performance. In this study, a new 4-2 compressor is proposed to improve the error rate, delay, and power consumption. The proposed compressor was used to build an approximate multiplier. Transistor-level SPICE simulations with a high-performance 32-nm predictive technology model (PTM) were conducted to verify the efficiency of the proposed design. The results show that the proposed 4-2 compressor design can achieve up to 4.2% and 22.5% improvement in power consumption and delay, respectively. The proposed multiplier design can achieve up to 4.2% and 15.5% improvement in power consumption and error metrics, respectively. Compared to other designs, the proposed multiplier has lower error in small operand operations.

#Approximate computing #4-2 compressor #Multiplier #Power consumption #Delay #Accuracy

참고문헌 (10)

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A. Momeni, J. Han, P. Montuschi and F. Lombardi, "Design and Analysis of Approximate Compressors for Multiplication," in IEEE Transactions on Computers, vol. 64, no. 4, pp. 984-994, April 2015. Article (CrossRef Link)

F. Sabetzadeh, M. H. Moaiyeri and M. Ahmadinejad, "A Majority-Based Imprecise Multiplier for Ultra-Efficient Approximate Image Multiplication," in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 66, no. 11, pp. 4200-4208, Nov. 2019. Article (CrossRef Link)

M. Ahmadinejad, M. H. Moaiyeri, F. Sabetzadeh, "Energy and area efficient imprecise compressors for approximate multiplication at nanoscale," AEU - International Journal of Electronics and Communications, vol. 110, Oct. 2019. Article (CrossRef Link)

O. Akbari, M. Kamal, A. Afzali-Kusha and M. Pedram, "Dual-Quality 4:2 Compressors for Utilizing in Dynamic Accuracy Configurable Multipliers," in IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 25, no. 4, pp. 1352-1361, April 2017. Article (CrossRef Link)

Z. Yang, J. Han and F. Lombardi, "Approximate compressors for error-resilient multiplier design," 2015 IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systems (DFTS), pp. 183-186, 2015. Article (CrossRef Link)

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