Aproximace obvodů s využitím alternativních reprezentací

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem aproximačních obvodů s využitím alternativních reprezentací. Mezi zkoumané reprezentace patří And-inverter graf, Majority-Inverter graf a Xor-Majority graf. Pro automatizaci návrhu je použito kartézské genetické programování. Díky výpočtu aproximační chyby pomocí formálních metod je možné vytvořený systém aplikovat i na složitější obvody. V první části experimentů je vyhodnocena a optimalizována rychlost programu. Následně je hledán vhodný mutační operátor. Poté je systém otestován při aproximaci 8bitových násobiček a 16bitových sčítaček s cílem minimalizovat velikost a zpoždění. Bylo zjištěno, že sčítačky i násobičky v reprezentaci XMG dosahují lepších fitness hodnot v porovnání s evolucí na úrovni hradel. Na závěr je provedena evoluce s cílem mapování na technologii k-LUT. Zde zůstávají nejefektivnější reprezentací hradla.This master's thesis deals with the design of approximate circuits using alternative representations. The investigated representations include the And-inverter graph, Majority-Inverter graph, and Xor-Majority graph. Cartesian genetic programming is employed for design automation. By computing the approximation error using formal methods, the developed system can be applied to more complex circuits. In the first part of the experiments, the speed of the program is evaluated and optimized. Subsequently, a suitable mutation operator is searched for. Then, the system is tested for approximating 8-bit multipliers and 16-bit adders with the aim of minimizing size and delay. The results show that adders and multipliers in the XMG representation achieve better fitness values compared to evolution at the gate level. Finally, an evolution targeting the k-LUT technology is performed. Here, gates remain the most efficient representation.