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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».