Detail projektu

Navrhování a využívání knihoven aproximativních obvodů

Období řešení: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021

Typ projektu: grant

Kód: GA19-10137S

Agentura: Grantová agentura České republiky

Program: Standardní projekty

Název anglicky
Designing and exploiting libraries of approximate circuits
Typ
grant
Klíčová slova

aproximativní obvod, počítačem podporovaný návrh, genetické programování, evoluční hardware, knihovna číslicových obvodů

Abstrakt

Aproximativní obvody jsou stavební bloky složitých systémů na čipu, které dokáží přizpůsobit kvalitu produkovaného výstupu dostupnému příkonu. Návrh aproximativního obvodu, který bude vykazovat dobrý kompromis mezi chybou a dalšími parametry, je stále návrhářskou výzvou. Navrhujeme zkrátit dobu návrhu a zvýšit složitost obvodů, které jsou rutinně aproximovány, tím, že (i) vytvoříme obsáhlou knihovnu elementárních aproximativních obvodů a (ii) zavedeme vhodné kompoziční algoritmy využívající elementárních obvody dostupné v knihovně. Sestavení složitého aproximativního obvodu z elementárních aproximativních obvodů je obtížný problém, protože není obecně zřejmé, jak provést (de)kompozici a jak se budou chyby elementárních aproximativních obvodů projevovat na globální úrovni. Projekt směřuje k následujícím přínosům: (i) účinné deterministické a evoluční kompoziční algoritmy pro návrh aproximativních obvodů, (2) knihovna obsahující přes 1 milion aproximativních obvodů a (3) získání nových znalostí o aproximativních obvodech analýzou dat z knihovny.  

Řešitelé
Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT) , hlavní řešitel
Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Drahošová Michaela, Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Husa Jakub, Ing. (UPSY FIT VUT)
Chlebík Jakub, Ing. (UPSY FIT VUT)
Klhůfek Jan, Ing. (FIT VUT)
Kocnová Jitka, Ing. (UPSY FIT VUT)
Mrázek Vojtěch, Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Piňos Michal, Ing. (FIT VUT)
Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Vašíček Zdeněk, doc. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Publikace

2022

  • STRNADEL Josef. Analyzing Dynamic Aspects of AxC Systems by Means of Statistical Model Checking. In: Proceedings of 2022 25th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems (DDECS). Prague: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2022, s. 88-93. ISBN 978-1-6654-9431-1. Detail
  • SEKANINA Lukáš, VAŠÍČEK Zdeněk a MRÁZEK Vojtěch. Inexact Arithmetic Operators. Approximate Computing Techniques. Cham: Springer International Publishing, 2022, s. 81-107. ISBN 978-3-030-94704-0. Detail

2021

  • MARCHISIO Alberto, MRÁZEK Vojtěch, HANIF Muhammad A. a SHAFIQUE Muhammad. DESCNet: Developing Efficient Scratchpad Memories for Capsule Network Hardware. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, roč. 40, č. 9, 2021, s. 1768-1781. ISSN 1937-4151. Detail
  • CHLEBÍK Jakub a JAROŠ Jiří. Distributed Evolutionary Design of High Intensity Focused Ultrasound Treatment Plans. In: IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics . Melbourne: IEEE Circuits and Systems Society, 2021, s. 2203-2208. ISBN 978-1-6654-4207-7. Detail
  • BIDLO Michal. Evolution of Approximate Functions for Image Thresholding. In: IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (IEEE SSCI). Los Alamos: IEEE Computer Society, 2021, s. 1-6. ISBN 978-1-7281-9048-8. Detail
  • MARCHISIO Alberto, MRÁZEK Vojtěch, HANIF Muhammad A. a SHAFIQUE Muhammad. FEECA: Design Space Exploration for Low-Latency and Energy-Efficient Capsule Network Accelerators. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, roč. 29, č. 4, 2021, s. 716-729. ISSN 1063-8210. Detail
  • KOCNOVÁ Jitka a VAŠÍČEK Zdeněk. Resynthesis of logic circuits using machine learning and reconvergent paths. In: 2021 24th Euromicro Conference on Digital System Design (DSD). Palermo: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2021, s. 69-76. ISBN 978-1-6654-2704-3. Detail
  • HODAŇ David, MRÁZEK Vojtěch a VAŠÍČEK Zdeněk. Semantically-oriented mutation operator in cartesian genetic programming for evolutionary circuit design. Genetic Programming and Evolvable Machines, roč. 22, č. 4, 2021, s. 539-572. ISSN 1389-2576. Detail
  • VAŠÍČEK Zdeněk. Synthesis of approximate circuits for LUT-based FPGAs. In: 24th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems (DDECS). Vienna: IEEE Computer Society, 2021, s. 17-22. ISBN 978-1-6654-3595-6. Detail
  • STRNADEL Josef. Using Model Checker to Analyze and Test Digital Circuits with Regard to Delay Faults. In: Proceedings of 2021 24th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits & Systems. Vienna: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2021, s. 111-114. ISBN 978-1-6654-3595-6. Detail

2020

  • PRABAKARAN Bharath S., MRÁZEK Vojtěch, VAŠÍČEK Zdeněk, SEKANINA Lukáš a SHAFIQUE Muhammad. ApproxFPGAs: Embracing ASIC-based Approximate Arithmetic Components for FPGA-Based Systems. In: 2020 57th ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC). San Francisco: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, s. 1-6. ISBN 978-1-4503-6725-7. Detail
  • BOSIO Alberto, DI Carlo Stefano, GIRARD Patrick, SANCHEZ Ernesto, SAVINO Aessandro, SEKANINA Lukáš, TRAIOLA Marcello, VAŠÍČEK Zdeněk a VIRAZEL Arnaud. Design, Verification, Test and In-Field Implications of Approximate Computing Systems. In: 25th IEEE European Test Symposium. Los Alamitos: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, s. 1-10. ISBN 978-1-7281-4312-5. Detail
  • KOCNOVÁ Jitka a VAŠÍČEK Zdeněk. EA-based Resynthesis: An Efficient Tool for Optimization of Digital Circuits. Genetic Programming and Evolvable Machines, roč. 21, č. 3, 2020, s. 287-319. ISSN 1389-2576. Detail
  • BIDLO Michal. Evolution of Cellular Automata with Conditionally Matching Rules for Image Filtering. In: 2020 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC). Los Alamitos: IEEE Computational Intelligence Society, 2020, s. 1-8. ISBN 978-1-7281-6929-3. Detail
  • HUSA Jakub a SEKANINA Lukáš. Evolving Cryptographic Boolean Functions with Minimal Multiplicative Complexity. In: 2020 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC). Los Alamitos: IEEE Computational Intelligence Society, 2020, s. 1-8. ISBN 978-1-7281-6929-3. Detail
  • MRÁZEK Vojtěch, SEKANINA Lukáš a VAŠÍČEK Zdeněk. Libraries of Approximate Circuits: Automated Design and Application in CNN Accelerators. IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems, roč. 10, č. 4, 2020, s. 406-418. ISSN 2156-3357. Detail
  • NEVORAL Jan, ŠIMEK Václav a RŮŽIČKA Richard. Power Consumption Analysis of New Generation of Polymorphic Gates. In: 23rd International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems, DDECS 2020. Novi Sad: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, s. 1-6. ISBN 978-1-7281-9938-2. Detail
  • MARCHISIO Alberto, MRÁZEK Vojtěch, HANIF Muhammad A. a SHAFIQUE Muhammad. ReD-CaNe: A Systematic Methodology for Resilience Analysis and Design of Capsule Networks under Approximations. In: Proceedings of the 2020 Design, Automation and Test in Europe Conference and Exhibition, DATE 2020. Grenoble: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, s. 1205-1210. ISBN 978-3-9819263-4-7. Detail
  • STRNADEL Josef. Statistical Model Checking of Approximate Circuits: Challenges and Opportunities. In: Proceedings of the 2020 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). Grenoble: IEEE Computer Society, 2020, s. 1574-1577. ISBN 978-3-9819263-4-7. Detail
  • VAVERKA Filip, MRÁZEK Vojtěch, VAŠÍČEK Zdeněk a SEKANINA Lukáš. TFApprox: Towards a Fast Emulation of DNN Approximate Hardware Accelerators on GPU. In: 2020 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). Grenoble: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, s. 294-297. ISBN 978-3-9819263-4-7. Detail
  • MRÁZEK Vojtěch, SEKANINA Lukáš a VAŠÍČEK Zdeněk. Using Libraries of Approximate Circuits in Design of Hardware Accelerators of Deep Neural Networks. In: 2nd IEEE International Conference on Artificial Intelligence Circuits and Systems. Genoa: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, s. 243-247. ISBN 978-1-7281-4922-6. Detail

2019

  • MRÁZEK Vojtěch, VAŠÍČEK Zdeněk, SEKANINA Lukáš, HANIF Muhammad A. a SHAFIQUE Muhammad. ALWANN: Automatic Layer-Wise Approximation of Deep Neural Network Accelerators without Retraining. In: Proceedings of the IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design. Denver: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019, s. 1-8. ISBN 978-1-7281-2350-9. Detail
  • MRÁZEK Vojtěch, HANIF Muhammad A., VAŠÍČEK Zdeněk, SEKANINA Lukáš a SHAFIQUE Muhammad. autoAx: An Automatic Design Space Exploration and Circuit Building Methodology utilizing Libraries of Approximate Components. In: The 56th Annual Design Automation Conference 2019 (DAC '19). Las Vegas: Association for Computing Machinery, 2019, s. 1-6. ISBN 978-1-4503-6725-7. Detail
  • VAŠÍČEK Zdeněk, MRÁZEK Vojtěch a SEKANINA Lukáš. Automated Circuit Approximation Method Driven by Data Distribution. In: Design, Automation and Test in Europe Conference. Florence: European Design and Automation Association, 2019, s. 96-101. ISBN 978-3-9819263-2-3. Detail
  • HUSA Jakub. Comparison of Genetic Programming Methods on Design of Cryptographic Boolean Functions. In: Genetic Programming 22st European Conference, EuroGP 2019, Proceedings. Cham: Springer International Publishing, 2019, s. 228-244. ISBN 978-3-030-14811-9. Detail
  • HUSA Jakub. Designing Correlation Immune Boolean Functions With Minimal Hamming Weight Using Various Genetic Programming Methods. In: GECCO '19 Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion. Praha: Association for Computing Machinery, 2019, s. 342-343. ISBN 978-1-4503-6748-6. Detail
  • KOCNOVÁ Jitka a VAŠÍČEK Zdeněk. EA-based refactoring of mapped logic circuits. In: 2019 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). Red Hook, NY: IEEE Computer Society Press, 2019, s. 1-5. ISBN 978-1-7281-0397-6. Detail
  • VAŠÍČEK Zdeněk. Formal Methods for Exact Analysis of Approximate Circuits. IEEE Access, roč. 7, č. 1, 2019, s. 177309-177331. ISSN 2169-3536. Detail
  • REK Petr a SEKANINA Lukáš. TypeCNN: CNN Development Framework With Flexible Data Types. In: Design, Automation and Test in Europe Conference. Florence: European Design and Automation Association, 2019, s. 292-295. ISBN 978-3-9819263-2-3. Detail
Produkty

2019

  • EvoApproxLib - obsáhlá kolekce nízkoúrovňových aproximativních implementací aritmetických operací, software, 2019
    Autoři: Mrázek Vojtěch, Vašíček Zdeněk, Sekanina Lukáš Detail
Nahoru