• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.323-329
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• 2002

N-비트$\times$N-비트 2의 보수 승산에서 승산결과 2N-비트만을 출력하는 절사형 Booth 승산기의 절사오차 최소화를 위한 효율적인 오차보상 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 작은 칩 면적과 저전력 특성을 갖는 절사형 승산기를 설계하고 면적, 절사오차 등을 기존의 방식과 비교하였다. 제안된 절사형 Booth 승산기는 승산결과의 하위 N-비트를 계산하는 회로를 생략하므로, 절사되지 않은 일반 승산기에 비해 게이트 수가 약 35% 정도 감소한다. 본 논문에서 설계된 절사형 Booth 승산기는 기존의 고정 오차보상 방법을 적용한 경우에 비해 평균오차를 약 60% 정도 줄일 수 있다. 제안된 방법을 적용하여 16-비트$\times$16-비트 절사형 승산기를 0.35-$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 이용하여 full-custom 방식으로 설계하였다. 약 3.000개의 트랜지스터로 구성되는 승산기 코어는 330-$\mu\textrm{m}$$\times$262-$\mu\textrm{m}$의 면적을 가지며, 3.3-V 전원전압에서 200-MHz로 동작 가능하며 약 20-㎽의 전력소모 특성을 갖는다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.617-620
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• 2001

N-비트$\times$N-비트 승산에서 승산결과 2N-비트 중 상위 N-비트만을 출력하는 절사형(truncated) Booth 승산기의 절사오차 최소화를 위한 효율적인 오차보상 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 작은 칩 면적과 저전력 특성을 갖는 절사형 승산기를 설계하고 면적, 절사오차 등을 기존의 방식과 비교하였다. 제안된 절사형 Booth승산기는 승산결과의 하위 N-비트를 계산하는 회로를 생략하므로 절사되지 않은 일반 승산기에 비해 게이트 수가 약 35%~4o% 정도 감소한다. 본 논문에서 설계된 전사형 Booth 승산기는 기존의 고정 오차보상 방법을 적용한 경우에 비해 평균오차를 약 30%~40% 정도 줄일 수 있다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.235-242
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• 2020

This paper analyzes the effect of reduced output width of the truncated logarithmic multiplication and application to inferences using convolutional neural networks (CNNs). For small hardware overhead, output width is reduced in the truncated Mitchell multiplier, so that fractional bits in multiplication output are minimized in error-resilient applications. This analysis shows that when reducing output width in the truncated Mitchell multiplier, even though worst-case relative error increases, average relative error can be kept small. When adopting 8 fractional bits in multiplication output in the evaluations, there is no significant performance degradation in target CNNs compared to existing exact and original Mitchell multipliers.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.563-569
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• 2007

모바일 통신 서비스의 발전과 반도체 기술의 발달로 모바일 기기에 멀티미디어 서비스와 2D/3D 게임과 같이 고수준의 그래픽 처리를 필요로 하는 콘텐츠가 가능하게 되었다. 모바일 기기는 특성상 더욱 작은 칩 면적과 저전력 소비의 조건이 만족되어야 하며, 본 논문에서는 이러한 모바일 기기에 적용 가능한 2D/3D 벡터 그래픽 처리용 부동소수점 절사형 승산기를 설계한다. 본 논문의 승산기는 기본적으로 radix-4 Booth 인코딩을 적용하고, 면적과 전력소모를 줄이기 위하여 절사방식을 사용한다. 구현된 절사형 승산기는 평균 퍼센트 오차가 0.00003% 정도로 모바일 기기에 충분히 적용가능하다. 승산기는 0.35um CMOS 셀 라이브러리를 이용하여 논리 합성되었고, 그 결과 절사되지 않은 기존의 radix-4 Booth 승산기에 비해 게이트 수가 약 33.8%정도 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권9호
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• pp.55-65
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• 2000

본 논문에서는 DSP등에서 응용될 수 있는 저전력 곱셈기를 제안하다. 많은 DSP 러풀리케이션에서 곱셈기의 모든 출력을 사용하는 것이 아니라, 그중 상위 비트만을 취해서 사용한다. Kidambi는 이런 개념에 기본하며 절단된 곱셈기를 제안하였다. 본 논문에서는 이 개념을 실제로 사용이 가능한 Booth 곱셈기에 적용한다. 이전 논문에서는 고려하지 않은 0 입력에 대한 0 출력을 보장하였다. 그리고, 비트수 확장법을 제안하여 더욱더 오차를 감소시켰다. 그리고, 이 필터를 FIR 필터 설계에 적용하여 더욱 효율적으로 회로를 구성할 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.1085-1088
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• 1998

In this paper, we propose a hardware reduced multiplier for DSP applications. In many DSP application, all of multiplier products were not used, but only upper bits of rpoduct were used. Kidambi proposed truncated unsigned multiplier for this idea. In this paper, we abopt this scheme to Booth multiplier which can be used for real DSP systems. Also, zero input guarantees zero output that was not provided in the previous work.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권11호
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• pp.85-95
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• 2000

FIR 디지털 필터는 DSP에서 사용되는 중요한 회로 중에 하나이며, 보다 효율적인 연산을 위한 여러 가지 구조가 제안되었다. 본 논문에서는 필터 연산을 고속으로 수행하면서도 면적을 줄일 수 있는 필터 구조를 제안한다. Transposed 구조를 적용하여, 고속의 연산이 가능토록 하는 기본 구조를 사용하였다. 여기에, 이중 경로 레지스터 라인이라는 두 개의 연산 패스가 존재하여 다양한 종류의 필터 연산이 가능하며, 이 필터를 연속적으로 이어 사용할 수 있는 cascade 구조도 지원한다. Truncated Booth 곱셈기라는 면적 절약형 곱셈기를 사용하여 회로 크기를 줄일 수 있었다. 이중 경로 레지스터 라인과 truncated 곱셈기를 사용하여 주어진 조건에 최적화된 필터를 설계할 경우에 회로의 크기가 더 줄어 들수 있음을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.108-109
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• 2015

본 논문은 low-rank 행렬의 truncated nuclear norm 최소화를 이용한 HDR (high dynamic range) 영상 합성 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 기존의 LDR (low dynamic range) 영상에서 얻은 밝기의 선형 관계에 기반하여 HDR 합성을 low-rank 행렬 완성 문제로 변환한 후, ALM (augmented Lagrange multiplier) 기법을 이용하여 효율적으로 최적의 해를 구한다. 컴퓨터 모의실험을 통해 제안하는 기법이 기존 기법에 비해서 낮은 계산 복잡도를 보이면서도 더 높은 품질의 HDR 영상을 합성하는 것을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권2C호
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• pp.298-305
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• 2004

본 논문은 워드길이가 W 비트인 입력으로부터 W 비트를 출력하는 고정길이 modified Booth 곱셈기에 대한 오차보상 방법을 설명한다. 효율적으로 양자화 오차를 보상하기 위해 Booth 인코더의 출력정보를 이용하여 오차보상 바이어스를 생성한다. 절단된 부분이 양자화 오차에 미치는 영향에 따라 두 그룹(major or minor group)으로 나누고, 각 그룹에 서로 다른 오차보상 방법을 적용한다. 기존 방법과 비교하여 제안한 방법이 오차보상 바이어스를 생성하는 회로의 하드웨어 오버헤드는 비슷하면서 약 50％ 정도 양자화 오차가 적음을 시뮬레이션을 통해 보인다. 또한, 면적과 전력소모 면에서 제안한 고정길이 곱셈기가 이상적인 곱셈기 보다 약 40％ 정도 적게 나타났다.

• ETRI Journal
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• 제43권4호
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• pp.684-693
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• 2021

This paper presents a low-cost two-stage approximate multiplier for bfloat16 (brain floating-point) data processing. For cost-efficient approximate multiplication, the first stage implements Mitchell's algorithm that performs the approximate multiplication using only two adders. The second stage adopts the exact multiplication to compensate for the error from the first stage by multiplying error terms and adding its truncated result to the final output. In our design, the low-cost multiplications in both stages can reduce hardware costs significantly and provide low relative errors by compensating for the error from the first stage. We apply our approximate multiplier to the convolutional neural network (CNN) inferences, which shows small accuracy drops with well-known pre-trained models for the ImageNet database. Therefore, our design allows low-cost CNN inference systems with high test accuracy.