【2022新书】超大规模集成电路: 信号、语音和图像处理的VLSI体系结构, 342页pdf

2022 年 9 月 2 日 专知

这个新卷介绍了各种VLSI(非常大规模集成)的DSP滤波器、语音滤波器和图像滤波器架构，详细介绍了它们的关键应用，并讨论了VLSI设计、模型和架构中使用的不同方面和技术，以及更多。该卷探讨了主要的挑战，旨在开发紧凑和准确的实时硬件架构设计。

超大规模集成电路的知识对于理解当今工程的硬件前景是必要的。它是通过将数百万个MOS晶体管集成到一个芯片上来创建集成电路的过程，这是需要高效、无误和低功耗算术运算的手持便携式电池驱动设备所需要的。超大规模集成电路在数字系统性能、数字信号处理(DSP)、图像处理应用、硬件安全、量子计算等方面发挥着至关重要的作用。特别是在DSP系统中，超大规模集成电路的算法具有许多有趣的特性，可以在算法电路的设计中加以利用，从而在计算时间、芯片面积和功耗方面更有效地实现它们。

本书《信号、语音和图像处理的VLSI架构》为计算机算法领域提供了有用的研究，可用于各种算法电路，其数字实现方案和性能考虑。它涵盖了计算机算法如何为量子计算、硬件安全、图像处理、生物医学工程、人工智能、神经网络和随机计算时代做出贡献。

由计算机算法架构领域的领先研究人员编写，这里提供的最先进的信息有助于为计算机科学、计算机工程和电气和电子工程的学生、教师和研究人员提供对VLSI的全面理解。它可以作为超大规模集成电路课程的教科书，也可以作为参考书。

超大规模集成电路(VLSI)知识是理解工程硬件前景的基本需求之一 。日复一日，它的成长探索了新的研究领域。它在数字系统的性能、数字信号处理(DSP)、图像处理应用、硬件安全、量子计算等方面起着至关重要的作用。它与数据表示方案密切相关。特别是对于DSP系统，其算法具有许多有趣的特性，可以在算法电路的设计中加以利用，从而在“计算时间、芯片面积和功耗”方面更有效地实现。如今，许多手持便携式电池供电设备都要求高效、无误、低功耗的算术运算。这本书在计算机算法的领域提出了最近有用的研究，并探索了各种算法电路的好处，它们的数字实现方案，性能考虑，和计算机算法在各种新的应用中的效用。它涵盖了计算机算法如何为量子计算、硬件安全、图像处理、生物医学设备、人工智能、神经网络和随机计算的时代做出贡献。这个编辑卷是由计算机算法和基于不同领域应用的计算机算法体系结构领域的领先研究人员准备的。本文介绍了各种算法电路的新研究现状、可能的应用和未来的研究范围。

https://www.appleacademicpress.com/vlsi-architecture-for-signal-speech-and-image-processing-advances-challenges-and-potential/9781774637302

目录内容：

Preface

1. Evolution of 1-D, 2-D, and 3-D Lifting Discrete Wavelet Transform VLSI Architecture
C. S. N. Koushik, Abhishek Choubey, Shruti Bhargava Choubey, and D. Naresh

2. Execution of Lifting-Scheme Discrete Wavelet Transform by Canonical Signed Digit Multiplier
Gundugonti Kishore Kumar and Narayanam Balaji

3. Radix-8 Booth Multiplier in Terms of Power and Area Efficient for Application in the Field of 2D DWT Architecture
Gundugonti Kishore Kumar and Narayanam Balaji

4. Design and Performance Evaluation of Energy Efficient 8-Bit ALU at Ultra Low Supply Voltages Using FinFET with 20nm Technology
Vallabhuni Vijay, Pittala Chandra Shekar, Shaik Sadulla, Putta Manoja, Rallabhandy Abhinaya, Merugu Rachana, and Nakka Nikhil

5. Design and Statistical Analysis of Strong Arbiter PUFs for Device Authentication and Identification
Kurra Anil Kumar and Usha Rani Nelakuditi

6. An Impact of Aging on Arbiter Physical Unclonable Functions
Kurra Anil Kumar and Usha Rani Nelakuditi

7. Advanced Power Management Methodology for SoCs Using UPF
Usha Rani Nelakuditi, Naveen Kumar Challa, and K. Anil Kumar

8. Architecture Design: Network-on-Chip
N. Ashok Kumar, A. Kavitha, P. Venkatramana, and Durgesh Nandan

9. Routing Strategy: Network-on-Chip Architectures
N. Ashok Kumar, S. Vishnu Priyan, P. Venkatramana, and Durgesh Nandan

10. Self-Driven Clock Gating Technique for Dynamic Power Reduction of High-Speed Complex Systems
Roopa R. Kulkarni and S. Y. Kulkarni

11. Optimization of SoC Sub-Circuits Using Mathematical Modeling
Magnanil Goswami

12. An Efficient Design of D Flip Flop in Quantum-Dot Cellular Automata (QCA) for Sequential Circuits
Birinderjit Singh Kalyan, Harpreet Kaur, Khushboo Pachori, and Balwinder Singh

13. Design and Performance Analysis of Digitally Controlled DC-DC Converter
Subhransu Padhee, Madhusmita Mohanty, and Ambarish Panda

Index

第一章讨论了小波变换将图像表示为可积平方函数的重要性，它可以经常用于医疗和汽车行业或任何领域的图像使用。本章涵盖了各种类型的小波变换，其中每种类型可以是单一的或多层次的设计架构。本章涵盖了各种方案，如提升、翻转、卷积等，以分析在一定吞吐量率下的结果。它涵盖了如何设计具有尖锐截止频率的滤波器在从图片中去除不必要的元素中发挥主要作用。

第二章讨论了乘法器的效率，它对设备的功能有重要的影响，特别是在信号处理和本章讨论。在SOPOT体系结构中，省略了不必要的移位器和多路复用器，提出了新的“标准符号数字(CSD)”表示，并降低了寄存器维数。

第三章介绍了一个改进的2D-DWT架构的16位Booth乘法器。在这个工作中，不需要生成所有的局部产品;只有系数所要求的必要产物是充分的。可以观察到，在执行执行过程中，建议的体系结构比现有体系结构需要更少的时钟周期，从而提高了速度。为了与有效结果进行比较，本文提出的方法、CSD和Booth乘法器在Cadence Genus 90 nm技术中使用Verilog HDL进行合成。