Енергоефективне проєктування FPGA через динамічне масштабування напруги та частоти для носимих пристроїв
| Автори | Д. Муралі1, А.М. Санді2 |
| Афіліація |
1GNDEC, Бідар, Технологічний університет Вішвешварая, 590018 Белагаві, Карнатака, Індія 2Кафедра електроніки та зв’язку, GNDEC, Бідар, Технологічний університет Вішвешварая, 590018 Белагаві, Карнатака, Індія |
| Е-mail | dovamurali20@gmail.com |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 2 |
| Дати | Одержано 12 лютого 2025; у відредагованій формі 20 квітня 2025; опубліковано online 28 квітня 2025 |
| Цитування | Д. Муралі, А.М. Санді, Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 2, 02029 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(2).02029 |
| PACS Number(s) | 84.30.Jc, 88.80.ff |
| Ключові слова | Енергоефективність (4) , FPGA, Носимі пристрої, Апроксимовані обчислення, Енергоспоживання (4) , Динамічне зниження енергії, Витоки струму, Збільшення часу автономної роботи. |
| Анотація |
У цій роботі представлено стратегію енергоефективного проєктування FPGA, спеціально орієнтовану на носимі пристрої, з використанням методів апроксимованих обчислень. Носимі пристрої, зокрема фітнес-трекери та медичні монітори, вимагають тривалого часу автономної роботи без шкоди для продуктивності. Апроксимовані обчислення дозволяють навмисно вводити контрольовані неточності в некритичних обчисленнях, що дає змогу значно знизити енергоспоживання. Запропонований підхід полягає у вибірковому застосуванні апроксимацій до арифметичних блоків та модулів обробки сигналів, які зазвичай використовуються в носимих додатках. Результати експериментів показали: – 30 % зниження динамічного енергоспоживання, – 25 % зменшення втрат через витік струму, – похибка обчислень у межах 3-5 %, що є прийнятною для багатьох прикладних завдань. Оцінка була проведена на прикладі таких ключових застосувань, як: – моніторинг частоти серцевих скорочень, – відстеження руху, – підрахунок кроків. Підхід дозволяє збільшити час роботи пристроїв до 20 %, що робить його оптимальним для малопотужних систем реального часу. Таким чином, розроблена архітектура забезпечує збалансоване поєднання енергоефективності та точності, пропонуючи практичне рішення для енергозалежних носимих технологій. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Інновації та застосування у технологіях наносенсорів: короткий огляд [02001-1-02001-10]2) Прогнозування фізичної поведінки модифікованої вісмутом халькогенідної системи Se-Ge [02002-1-02002-4]
3) Проєктування та впровадження фрактальної біосенсорної антенної системи на основі дерева для бездротового дистанційного моніторингу пацієнтів [02003-1-02003-6]
4) Кубічно-нелінійна теорія супергетеродинного параметричного H-убітронного ЛВЕ з секцією підсилення повздовжніх хвиль просторового заряду [02004-1-02004-6]
5) Вплив взаємодії між адсорбованими частинками та підкладкою на статистичні властивості поверхневих структур при конденсації [02005-1-02005-6]
6) Вплив геометрії на термоплазмонні явища у металевих наночастинках [02006-1-02006-11]
7) Удосконалений підсилювач чутливості малої потужності з використанням методу від-новлення рівнів та порівняння продуктивності з існуючими топологіями за технологією 32 нм [02007-1-02007-8]
8) Моделювання і аналіз тепловідведення в компактних маршрутизаторах: ефективність радіаторів та корпусних перфорацій [02008-1-02008-8]
9) Трансляційні двійники та незвичайна класифікація нітратів двовалентних елементів [02009-1-02009-4]
10) Особливості окиснення та відпалу наночастинок заліза, отриманих способом EB-PVD на підкладці, що обертається [02010-1-02010-6]
11) Характеристика та оптимізація Si0.75Ge0.25-FinFET на основі робочої температури та довжини затвора [02011-1-02011-7]
12) Вплив тривалості імпульсу лазерної абляції на морфологічні властивості наночастинок золота, нанесених на пористий кремній [02012-1-02012-6]
13) Вплив лазерного термоциклювання на еволюцію структури ітриботехнічні властивості плазмових покриттів [02013-1-02013-5]
14) Вплив одноосного стиснення на умови збудження та параметри низькочастотних автоколивань струму в компенсованому кремнії [02014-1-02014-6]
15) Відбиття двостороннього пористого кремнію з макропорами або нанодротинами [02015-1-02015-7]
16) Проектування та моделювання мікросмужкової патч-антени для міжповітряного зв’язку в УВЧ, L-діапазоні та S-діапазоні [02016-1-02016-7]
17) Оцінка комплексної діелектричної проникності будівельних матеріалів на частотах X-діапазону [02017-1-02017-5]
18) Нова конфігурація низькочастотного фільтра (LPF) на основі квадратних додаткових розщеплених кільцевих резонаторів (CSRR) [02018-1-02018-5]
19) Широкосмугова щілинна мікросмужкова антена з дефектною опорною поверхнею (DGS) для високошвидкісних міліметрових застосувань 5G [02019-1-02019-5]
20) Дослідження елементного складу тонких нанокристалічних плівок сплавів CoNi та FeNi методом рентгеноспектрального мікроаналізу [02020-1-02020-8]
21) Двосмуговий поляризаційно-нечутливий метаматеріальний поглинач на основі діоксиду ванадію для терагерцових застосувань [02021-1-02021-5]
22) Одноелементна 6,6 ГГц 2 x 4 масивна антена MIMO в пристроях 6G [02022-1-02022-5]
23) Тридіапазонна квадратна багатослотова патч-антена з дефектною заземлювальною структурою для застосувань у діапазонах C, X та Ku [02023-1-02023-5]
24) Проектування та розробка чотириелементної багатодіапазонної мікросмужкової антени MIMO для застосувань LTE/5G [02024-1-02024-6]
25) Ультрафіолетовий фотодетектор на основі наноструктурованих плівок йодиду міді, нанесених автоматичним методом SILAR [02025-1-02025-7]
26) Багатодіапазонна робоча антена в ультраширокосмуговому (UWB) діапазоні з підходом до модифікації підкладки [02026-1-02026-6]
27) Модель контролю якості електровідцентрових нанофібрових матеріалів на основі аналізу зображень [02027-1-02027-6]
28) Стійкість до високотемпературної газової корозії хромоалітованих покриттів з шаром (Ti, Zr)N на нікелі [02028-1-02028-7]
29) Перспективи спінтроніки на основі напівгейслерового сплаву MnAuSn: дослідження магнітних та електронних властивостей за допомогою DFT і гібридних функціоналів [02030-1-02030-5]
30) Температурний коефіцієнт опору нанорозмірних матеріалів для елементів гнучкої електроніки [02031-1-02031-4]
31) Вплив типу золи та матриці на теплопровідність полімерних композитів [02032-1-02032-6]
