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Activation-Aware Slack Assignment Based Mode-Wise Voltage Scaling for Energy Minimization Escala de tensão baseada em modo de atribuição de folga com reconhecimento de ativação para minimização de energia

TaiYu CHENG, Yutaka MASUDA, Jun NAGAYAMA, Yoichi MOMIYAMA, Jun CHEN, Masanori HASHIMOTO

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Resumo:

A redução do consumo de energia é um fator crucial para tornar competitivos os projetos industriais, como os SoCs móveis. A escala de tensão (VS) é a técnica clássica, porém mais eficaz, que contribui para a redução quadrática de potência. Uma técnica de projeto recente chamada atribuição de folga com reconhecimento de ativação (ASA) aprimora a escala de tensão alocando a margem de temporização dos caminhos críticos com uma análise estocástica do tempo médio até a falha (MTTF). Enquanto isso, esse tratamento estocástico de erros de temporização é aceito em domínios de aplicação limitados, como o processamento de imagens. Este artigo propõe uma metodologia de otimização de projeto que atinge um projeto modal de tensão escalável (MWVS), garantindo nenhum erro de temporização em cada modo de operação. Este trabalho formula o projeto MWVS como um problema de otimização que minimiza o consumo geral de energia considerando a duração de cada modo, redução de tensão alcançável e sobrecarga de circuito acompanhada explicitamente, e explora o espaço de solução com o algoritmo downhill simplex que não requer derivação numérica e função objetivo frequente avaliações. Para obter uma solução, ou seja, um projeto, no processo de otimização, exploramos o fluxo de projeto multimodo multicanto em uma ferramenta comercial para realizar ASA modal com conjuntos de caminhos falsos dedicados a modos individuais. Aplicamos a metodologia de projeto proposta ao projeto RISC-V. Resultados experimentais mostram que a metodologia proposta economiza 13% a 20% mais energia em comparação com a abordagem VS convencional e atinge ganho de 8% a 15% com o ASA monomodo convencional. Descobrimos também que a identificação refinada de caminhos falsos, ciclo a ciclo, reduziu a potência de vazamento em 31% a 42%.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals Vol.E105-A No.3 pp.497-508
Data de publicação
2022/03/01
Publicitada
2021/08/31
ISSN online
1745-1337
DOI
10.1587/transfun.2021VLP0006
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Special Section on VLSI Design and CAD Algorithms)
Categoria

autores

TaiYu CHENG
  Osaka University
Yutaka MASUDA
  Nagoya University
Jun NAGAYAMA
  Socionext Inc.
Yoichi MOMIYAMA
  Socionext Inc.
Jun CHEN
  Osaka University
Masanori HASHIMOTO
  Osaka University

Palavra-chave