[发明专利]一种用于电路近似计算的自动化节点删除方法

说明书

一种用于电路近似计算的自动化节点删除方法，属于集成电路技术领域。将需要近似计算的电路进行综合操作得到电路网表并获取电路网表中的功耗和延迟信息，通过仿真得到电路输出误差；若误差达到阈值则输出电路网表，若不是则分别对电路网表中每一个节点进行逐一删除，得到删除每一个节点时的电路的功耗变化值、延迟变化值和输出误差变化值；计算每一个节点在删除该节点时的功耗变化值和延迟变化值与输出误差变化值的比值并标记在每一个节点上，按比值从高到低的顺序排序电路网表中的节点；删除比值最高的节点和仅用于产生该节点的附属节点，将删除节点后的电路网表进行综合，产生新的电路网表返回第一步。本发明具有高效率、高精度和低误差的特点。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体的说涉及一种用于电路近似计算的自动化节点删除方法。

背景技术

在过去几十年中，工艺线宽一直是集成电路发展中的关键技术。然而，随着线宽缩小难以继续，摩尔定律逐渐开始失效，加上工艺、电压、温度(PVT)的变化以及阈值的缩小，使得电路的性能、功耗的进一步提高受到极大的限制。同时，线宽减小使得功率密度增大，集成电路的散热也变得困难。为了解决这个问题，近似计算技术被广泛的应用在各种集成电路设计中，从硬件设计到算法、软件层面的不同抽象层，成为克服电路性能障碍和尺寸缩放所遇到的物理和经济限制的一种解决方案。

移动设备、物联网设备的计算能力在近些年中呈指数级增长，但是电池技术并没有遵循相同的演进速度。物联网设备不仅需要在没有用户干预的情况下运行数年，而且还将产生巨大的数据量，这些数据必须在极度耗电且需要复杂冷却系统的数据中心中处理。为了解决这些数据处理过程中遇到的问题，即数据计算过程，在包括数字信号处理、图像处理、神经网络计算等消耗大量算力的计算领域，传统的近似计算采用不精确逻辑替代精确逻辑的方法，设计具有更小功耗、更优性能的计算单元，用于取代精确的计算单元，即删除某些电路节点，减少电路的单元数量和计算复杂度，以牺牲电路计算精度为代价，从而达到降低功耗、提高速度的目的。

然而，在实际应用中，采用不精确计算单元取得的效果并不理想。随着近似单元在被计算数据中由低权重位向高权重位取代精确单元，误差呈现出指数级的增长，且对性能的改善并不显著。同时，传统的近似计算方法需要单独设计近似单元来适应当前的整体计算电路，实际是人工选择了需要删除的电路节点，极大的增加了人工设计的时间和复杂度。另外，在传统设计中，整体电路的误差和功耗、速度难以建立关系，因而不能有效的指导删除最优的节点以达到最优的电路改善。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述传统近似计算方法中需要人工进行单元设计，无法同时兼顾误差和电路延迟、功耗，没有指标引导节点删除过程的问题，提供一种能够实现高精度、低误差的自动化节点删除方法，采用自动循环迭代的方法，自行评估电路中删除各节点的优先程度，减少了人工设计时间，提高了节点删除对电路性能的改善效果。

本发明的技术方案为：

一种用于电路近似计算的自动化节点删除方法，包括如下步骤：

步骤一：对需要近似计算的电路进行综合操作得到电路网表；

步骤二：获取电路网表中的功耗和延迟信息，通过仿真得到电路输出误差；

步骤三：判断步骤二得到的电路输出误差是否达到阈值，若达到，转到步骤八；若未达到，继续下一步；

步骤四：分别对电路网表中每一个节点进行逐一删除，得到删除每一个节点时的电路的功耗变化值、延迟变化值和输出误差变化值；

步骤五：计算每一个节点在删除该节点时的功耗变化值和延迟变化值与输出误差变化值的比值，并将所述比值标记在对应的节点上，根据所述比值按顺序排序电路网表中的节点；

步骤六：删除所述比值最高的节点，同时删除电路网表中仅用于产生所述被删除的节点的附属节点；