Design of Light-Weight Timing Error Detection and Correction Circuits for Energy-Efficient Near-Threshold Voltage Operation
Notice bibliographique
Résumé
Near-threshold voltage (NTV) operation has the potential to improve the energy efficiency of digital integrated circuits. However, the use of a conservative timing guard band to avoid the timing errors introduces excessive timing margins, thus causing larger energy dissipation in the NTV region. An error-tolerant design based on timing error detection and correction circuits has been shown to be a promising solution to mitigate these issues. This paper presents a light-weight timing error-tolerant flip-flop (ETFF) design. This design detects timing errors using a node transition signal detector with only nine transistors and corrects these errors during the same clock cycle. Moreover, transistor sizing is explored to optimize the trade-off between performance and area overhead. The proposed ETFFs are inserted into a monitored circuit by replacing original flip-flops at timing-monitored points. To further reduce the overhead, we develop a mean-time-to-failure-aware method to select the monitored points by simultaneously considering the critical path coverage and activation rates of flip-flops. The simulation results show that a CNN accelerator using the proposed timing error-tolerant design implemented in the SMIC CMOS 40 nm process can robustly work at 1.1–0.3 V with only 3.5% area overhead. Furthermore, this design reduces the area overhead by 54.68% and improves the energy efficiency by 53.69% at 0.6 V, compared with the Razor flip-flop design. The advantage of the proposed design lies in that it requires smaller circuit overheads and can work reliably in a wider range of supply voltages.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».