低电压供电下容错DSP系统设计：RPR-TMR与RRNS融合策略

本文档主要探讨了"面向低电压供电数字电路的容错计算系统结构设计"。随着电子设备追求低功耗的需求增长，数字电路的工作电压逐渐降低，这导致电路行为呈现出概率特性。作者胡剑浩和唐青针对这一现象，提出了一种创新的容错计算架构设计策略，将缩短精度冗余（Reduced Precision Redundancy, RPR）算法与两种常见的冗余技术——三模冗余（Triple modular redundancy, TMR）和冗余余数系统（Redundant Residue Number System, RRNS）相结合。 首先，他们设计了RPR-TMR结构，这是一种旨在应对低电压环境下电路概率性错误的系统，通过利用RPR算法降低冗余数据的存储和处理需求，同时利用TMR的多重校验来增强系统的可靠性。然后，他们进一步发展了RPR-RRNS结构，这种结构结合了RPR的精度优化与RRNS的纠错能力，能够在保持低功耗的同时，提高电路在低电压条件下的计算性能和错误容忍度。 文章对比分析了RPR-1（可能是指RPR算法的一种简单应用）和RPR-RRNS结构的综合性能，结果显示在低电压供电环境中，RPR-RRNS结构显示出更好的性能优势。这对于在数字信号处理器（DSP）等高精度、低功耗应用中采用概率器件提供了实际的设计参考。论文的关键领域包括容错技术、低功耗电子设计、缩短精度冗余、冗余余数系统以及三模冗余，这些都是现代电子系统设计中不可或缺的技术要素。 这篇研究论文的中图分类号为TN79，文献标志码为A，表明其属于计算机科学和技术领域的研究成果，并且具有较高的学术价值。此外，论文还提供了DOI（Digital Object Identifier），便于读者追踪和引用。通过阅读和理解这种结构设计方法，研究人员和工程师可以为设计能在低电压下有效运作并保持高可靠性的数字电路系统提供有益的启示。