纳米工艺下低功耗通信芯片关键模块的随机计算设计方法研究
结题报告
批准号:
61306043
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
陈赟
依托单位:
学科分类:
F0402.集成电路设计
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
李毅、王亦之、陈晨、陈晨、丁娜、黄跃斌
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中文摘要
纳米工艺下片上信号的非可靠性传输问题日趋严重,使通信芯片不能充分利用半导体工艺进步的好处。由于通信系统性能评价的统计特性,随机计算能利用冗余电路提高其芯片实现的可靠性,但其研究尚处在起步阶段。目前单纯从架构,算法或电路上已很难进一步降低通信芯片的功耗。本课题基于随机计算,借鉴通信理论来研究在低电压下有噪片上信道中数据的可靠传输,突破通信关键模块的算法-架构-电路的框架进行联合优化,提出通信基本单元的可分解性判据和最优分解方法,提出随机网络计算与采样信号表示技术的融合算法以及在分布式网络上的描述方法,得到随机计算下存储器冗余电路和架构的联合设计,并将以上的方法应用于通信芯片中功耗较大的关键模块中,如FFT和LDPC译码器。进而为更复杂的通信芯片提供低功耗解决方案。开展随机计算下通信芯片关键模块设计的研究将为通信系统大幅降低功耗提供重要途径,并加深对随机计算和纳米级数字信号处理内在机理的理解。
英文摘要
The issue of unreliable signal transmission on chips is becoming more and more severe under nanoscale process, which hinders the communication chips from taking full advantage of the process advancement. Due to the statistical feature of performance evaluation for communication systems, stochastic computations could increase the reliability by introducing the circuit redundancy. However, such research is still far from completion. Currently, it is considerably hard to further decrease the power consumption of communication chips from the architecture, algorithm, and circuit levels. Based on the stochastic computations, this project utilizes the communication theory to analyze the reliable on-chip signal transmission under noisy and low voltage environment. It could decompose the conventional architecture of algorithm, architecture, and circuit for joint optimization. This project proposes the criterion and optimum method for decomposition for basic communication blocks, and the fusion algorithm for stochastic computations and sampling signal representations as well as the description method for distributed networks. It jointly designs the redundant circuit and architecture for memory under stochastic computations, which could be further applied to the critical blocks with high power consumption in communication chips, such as FFT and LDPC decoder. Thus, this project could lead to excellent solutions of low power consumption to even more complex communication chips. This research provides an important path to low power consumption communication systems, and enhances the understanding on the mechanism of stochastic computations in addition to nanoscale digital signal processing.
本项目进展顺利,积极探索随机计算对于通信基带的影响,提出了一整套基于随机计算的降低功耗的算法和电路设计方法,并设计完成了两款基于随机计算的LDPC译码器,达到了吞吐率和功耗的良好的平衡,并完成了在65nmCMOS工艺下的芯片的10Gbase-T的流片验证,测试结果表明是目前基于随机计算的LDPC译码器的较好实现结果,单芯片吞吐率达到了62.53Gbps,功耗只有1.2W,比同等工艺条件下的同样码型,同样标准下的LDPC减少了14%,充分验证了提出的方法的有效性和可行性。以通信作者和第一作者发表论文8篇,其中发表在IEEE trans. on circuit and system II期刊两篇,在国际著名会议ASSCC,ISCAS,ICASSP等会议上宣口头报告6篇。申请发明专利15项,目前获得授权6项。培养博士硕士研究生6人。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/tcsii.2014.2362721
发表时间:2014-10
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs
影响因子:--
作者:Yun Chen;Qichen Zhang;Di Wu;Changsheng Zhou;Xiaoyang Zeng
通讯作者:Yun Chen;Qichen Zhang;Di Wu;Changsheng Zhou;Xiaoyang Zeng
Strategies for Reducing Decoding Cycles in Stochastic LDPC Decoders
减少随机 LDPC 解码器中解码周期的策略
DOI:10.1109/tcsii.2016.2535038
发表时间:2016-02
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS—II: EXPRESS BRIEFS
影响因子:--
作者:Di Wu;Yun Chen;Qichen Zhang;Yeong-luh Ueng;Xiaoyang Zeng
通讯作者:Xiaoyang Zeng
面向6G通信的基于原生AI的多信源定位与追踪系统研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陈赟
  • 依托单位:
基于软信息纠错码的毫秒级高可靠无线控制芯片关键问题研究
  • 批准号:
    61774049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    陈赟
  • 依托单位:
MAPK/JNK信号通路介导NEIL1影响放射性肺炎发生的机制研究
  • 批准号:
    81703160
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    陈赟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金