پژوهش‌های نوین در مهندسی برق و الکترونیک هوایی

پژوهش‌های نوین در مهندسی برق و الکترونیک هوایی

طراحی ضرب‌کننده‌های تقریبی کم‌مصرف مبتنی بر فناوری اسپینترونیک MJT/FinFET برای کاربردهای پردازش تصویر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشکده برق
10.22034/mreea.2025.234750
چکیده
با کوچک‌شدن ابعاد ترانزیستورها، مصرف انرژی و توان ایستا به چالشی اساسی تبدیل شده‌اند. راهکارهای متعددی از جمله فناوری FinFET، افزاره‌های اسپینترونیک مانند MTJ و محاسبات تقریبی برای بهبود کارایی ارائه شده‌اند. FinFET با کنترل بهتر کانال، مشکلات مقیاس‌گذاری را کاهش داده، در حالی که افزاره‌های اسپینترونیک مزایایی چون نافرار بودن و سازگاری را ارائه می‌کنند. محاسبات تقریبی نیز از طریق کاهش دقت، بهبودهای قابل‌توجهی در پارامترهای توان، تأخیر و مساحت ایجاد می‌کند. این مقاله دو کمپرسور تقریبی 4:2 اسپینترونیک/FinFET کم‌مصرف برای پردازش در حافظه معرفی می‌کند. شبیه‌سازی‌ها با HSPICE در فناوری ۷ نانومتر و مدل SHE-MTJ نشان می‌دهد که طرح‌های پیشنهادی مصرف انرژی و تعداد المان‌ها (ترانزیستور و MTJ) را به شدت کاهش می‌دهند. کمپرسور اول و دوم به‌ترتیب ۳۱٪ و ۶۵٪ کاهش توان، ۱۸٪ و ۴٪ کاهش تأخیر خواندن، و ۵۳٪ و ۵۹٪ کاهش تعداد ترانزیستورها را نسبت به طرح دقیق نشان می‌دهند. دقت کمپرسورها با معیارهای فاصله خطای متوسط و احتمال خطا ارزیابی شده و عملکرد آنها در پردازش تصویر با MATLAB مورد تأیید قرار گرفته است. نتایج، قابلیت بالای این طرح‌ها را در کاربردهای پردازش تصویر نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

  • تاریخ دریافت 01 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 21 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 01 آذر 1404