面向随机计算的低成本随机数生成器
信号处理
2020-01-08 v1 硬件体系结构
摘要
随机一元计算提供低面积电路。然而，这些电路中所需的耗费面积的随机数生成器（SNG）会削弱其整体面积收益，尤其在需要多个 SNG 时。我们通过将单个线性反馈移位寄存器（LFSR）的置换输出在多个 SNG 间共享，提出了面积高效的 SNG。在无硬件开销下，所提架构生成具有最小随机计算相关性（SCC）的随机比特流。与先前工作提出的循环移位方法相比，当 10 位 LFSR 在两个 SNG 间共享时，我们的方法生成平均 SCC 低 67% 的随机比特流。为推广我们的方法，我们提出一种算法，为 n 位 LFSR 寻找一组具有最小两两 SCC 的 m 个置换（n>m>2）。当 n 增大时，寻找具有精确最小 SCC 的置换的搜索空间快速增长，且对 n>9 使用精确计算的两两 SCC 值执行搜索算法不可行。我们提出了一种相似度函数，可用于所提搜索算法中以快速找到 SCC 值接近最小的置换集合。我们在若干应用上评估了我们的方法。结果显示，与先前工作相比，其在相同（甚至更低）面积下实现了更低 MSE。此外，基于仿真结果，我们表明将 SNG 电路的比较器组件替换为加权二进制生成器可降低 SCC。
引用
@article{arxiv.2001.02077,
title = {Low-cost Stochastic Number Generators for Stochastic Computing},
author = {Sayed Ahmad Salehi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.02077},
year = {2020}
}