Avaliação de Somadores e Comparadores Aproximados em uma aplicação de Machine Learning

Abstract

Efeitos de radiação apresentam desafios no projeto de circuitos eletrônicos. A densidade elevada de transistores cada vez menores numa pequena área torna a avaliação de radiação um parâmetro chave no projeto de circuitos, principalmente em aplicações aeroespaciais. Tais aplicações também exigem eficiência energética. Portanto, é importante estudar o comporta- mento do circuito em diferentes tensões de alimentação. Este trabalho traz a implementação de uma ferramenta de código aberto para a avaliação da susceptibilidade à radiação de circuitos digitais. Além disso o trabalho traz análises feitas através da ferramenta que apresentam com a topologia, variabilidade de processo e tensão de alimentação podem alterar a resistência do circuito à radiação. A métrica adotada para indicar a sensibilidade à radiação foi o LETth. Todos os resultados apresentados utilizam transistores FinFET 7 nm. Os resultados mostram que a operação de circuitos abaixo de 0.5 V introduz 15% mais sensitividade nos circuitos avaliados. A análise de Mapeamento mostra que adoção de portas NAND2 ao invés de NOR2 na saída dos circuitos melhora a robustez em aproximadamente 38,6%. Além do mais, explorar o dimensionamento de transistores apenas nas portas mais sensíveis pode melhorar a robustez em até 69% com menor impacto em área que técnicas tradicionais de replicação de circuitos. Por ultimo, vimos que, dentro dos limites de variabilidade de processo comercialmente aceitos, a robustez do circuito pode variar em até uma ordem de magnitude, além de poder mudar qual o nodo mais sensível e até qual porta é mais robusta.