Efficient Analog Error Correction for Printed Unary-Encoded Computing

doi:10.1109/TCAD.2025.3570162

Efficient Analog Error Correction for Printed Unary-Encoded Computing

2025-05-14

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DOI：10.1109/TCAD.2025.3570162

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印刷电子技术（PE）是一种新兴的增材制造技术，能够为未来的泛在计算系统提供灵活且成本极低的计算设备。鉴于该技术的形态因子和有限的设备数量，一元编码（UE），即通过利用序列中1的比例来表示相应概率，将值编码为1或0的比特序列，对于面向资源受限应用的印刷技术显示出巨大潜力。然而，尽管UE对噪声和变异性具有一定的鲁棒性，但仍然需要显式纠错来处理印刷技术中的固有缺陷和变异，以实现可靠和稳定的输出。在本工作中，我们提出了一种基于UE技术的面积高效的模拟纠错（AEC）方法，用于处理运行时的偶发性比特错误和环境噪声。与传统的纠错码（ECC）实现相比，该方法显著减少了晶体管数量和面积占用。为验证概念，我们展示了该方案适用于印刷物理不可克隆函数（p-PUFs），其可靠性远低于基于硅的同类产品。此外，还报告了所提方案对温度和电压波动的鲁棒性。通过将AEC应用于p-PUFs输出比特流，其可靠性可完全恢复（统计上达到100%），即使比特错误率高达20%。

Keyword:

Analog computing

error correction codes (ECC)

physical unclonable function

printed electronics (PE)

Efficient Analog Error Correction for Printed Unary-Encoded Computing

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