International Conference on Information and Knowledge Technology

فارسی

Home / شانزدهمین کنفرانس بین المللی فناوری اطلاعات و دانش

Low-Power Phase-Based Stochastic MAC for FPGA

Authors :

Kooroush Manochehri¹ Amir arsalan Sakhtianchi² Mehrshad Khosraviani³

1- دانشگاه امیرکبیر 2- دانشگاه امیرکبیر 3- دانشگاه امیرکبیر

Keywords :

stochastic computing،multiply–accumulate (MAC)،Phase Generator،FPGA Implementation،Low-Power Design

Abstract :

This paper presents a low-power stochastic multiply–accumulate (MAC) engine optimized for FPGA deployment. The design introduces a deterministic phase generator that replaces conventional random number generators with decorrelated unary bitstreams, achieving statistical independence with minimal logic overhead. Using coprime n-bit counters, programmable phase offsets, and bit-reversal transforms, the architecture attains near fixed-point accuracy through lightweight shift–add logic and compact counters. Evaluations on 8×8, 14×14, 16×16, and 28×28 bipolar dot-product configurations show strong correlation with exact arithmetic and superior efficiency over conventional stochastic and binary MACs. Synthesized on a Xilinx Artix-7 FPGA, the implementation achieves up to 67% LUT and 68% flip-flop reductions, along with 50–80% power savings, validated through a synthesizable VHDL prototype. Cycle-accurate simulations confirm exact results for ∣x∣≤7with gain = 16, maintaining low error across wider ranges. The proposed phase-driven decorrelation method effectively eliminates inter-stream correlation, enabling fixed-point-like precision with high area and energy efficiency in FPGA-based stochastic hardware.

List of archived papers

ارائه یک مدل جهت تخصیص منابع به توابع مجازی شبکه (VNF) باهدف حفظ درجه تعادل بار در شبکه های چند دامنه ای مبتنی بر نرم‌افزار(multi-SDN)

امین زنداقطاعی - دکتر وحید ستاری نائینی امین زنداقطاعی - وحید ستاری نائینی -

A Multi-Task Framework Using Mamba for Identity, Age, and Gender Classification from Hand Images

Amirabbas Rezasoltani - Alireza Hosseini - Ramin Toosi - MohammadAli Akhaee

An Enhanced Fuzzy Rule-Based Method for Coronary Artery Disease Risk Prediction Using Weighted and Biased Rules

Fatemeh Ahmadi - Mohammad Javad Parseh - Ehsan Amiri

Leveraging Retrieval-Augmented Generation for Persian University Knowledge Retrieval

Arshia Hemmat - Mohammad Hassan Heydari - Kianoosh Vadaei - Afsaneh Fatemi

شناسایی کمپلکس‎ های پروتئینی با استفاده از داده‎ های زیستی و خوشه بندی فازی

مریم مولی وردیخانی - دکتر سعید جلیلی مریم مولی وردیخانی - سعید جلیلی -

Similarity Measures in Medical Image Registration: A Review Article

Zohre Mohammadi - Dr Mohammad Reza Keyvanpour

رویکرد تطبیقی-ترکیبی در پیاده‌سازی مشارکت الکترونیکی پایدار: درس‌آموخته‌های بین‌المللی و مدل پیشنهادی ایران

عاطفه فرازمند - فاطمه پاک مهر

بهبود عنوان‌نگاری تصویر با استفاده از روش‌های یادگیری عمیق

مهدی صیادجو - محمدجواد فدائی اسلام

A Joint Trajectory and Energy Harvesting Method for an UAV Enabled Disaster Response Network

Hosein Mohammadi Firozjae - Javad Zeraatkar Moghaddam - Mehrdad Ardebilipour

یک رویکرد سریع تحلیل و شناسایی آسیب پذیری Next-Intent در برنامه های کاربردی اندروید

زهرا کلوندی - دکتر مهدی سخائی نیا زهرا کلوندی - مهدی سخائی نیا -

more

Samin Hamayesh - Version 44.5.0