Computing systems that can tolerate effects of errors in their communicated data values can trade this tolerance for improved resource efficiency. Many important applications of computing, such as embedded sensor systems, can tolerate errors that are bounded in their distribution of deviation from correctness (distortion). We present a channel adaptation technique which modulates properties of I/O channels typical in embedded sensor systems, to provide a tradeoff between I/O power dissipation and distortion of communicated data. We provide an efficient-to-compute formulation for the distribution of integer distortion accounting for the distribution of transmitted values. Using this formulation we implement our value-deviation-bounded (VDB) channel adaptation. We experimentally quantify the achieved reduction in power dissipation on a hardware prototype integrated with the required programmable channel modulation circuitry. We augment these experimental measurements with an analysis of the distributions of distortions. We show that our probabilistic VDB channel adaptation can provide up to a 2$\times$ reduction in I/O power dissipation. When synthesized for a miniature low-power FPGA intended for use in sensor interfaces, a register transfer level implementation of the channel adaptation control logic requires only 106 flip-flops and 224 4-input LUTs for implementing per-bit channel adaptation on serialized streams of 8-bit sensor data.

中文翻译：

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用于近似通信的概率值偏差有界源相关位级信道适应

可以容忍其通信数据值中的错误影响的计算系统可以用这种容忍度来提高资源效率。许多重要的计算应用程序，例如嵌入式传感器系统，都可以容忍在其与正确性（失真）的偏差分布中受到限制的错误。我们提出了一种通道自适应技术，该技术可调节嵌入式传感器系统中典型的 I/O 通道的属性，以在 I/O 功耗和通信数据失真之间进行权衡。我们为考虑传输值分布的整数失真分布提供了一个有效的计算公式。使用这个公式，我们实现了我们的价值偏差有界 (VDB) 通道适应。我们通过实验量化了在与所需的可编程通道调制电路集成的硬件原型上实现的功耗降低。我们通过对失真分布的分析来增强这些实验测量。我们表明，我们的概率 VDB 通道自适应可以将 I/O 功耗降低多达 2 倍。当为用于传感器接口的微型低功耗 FPGA 进行综合时，通道适配控制逻辑的寄存器传输级实现只需要 106 个触发器和 224 个 4 输入 LUT，即可在串行数据流上实现每比特通道适配。 8 位传感器数据。我们通过对失真分布的分析来增强这些实验测量。我们表明，我们的概率 VDB 通道自适应可以将 I/O 功耗降低多达 2 倍。当为用于传感器接口的微型低功耗 FPGA 进行综合时，通道适配控制逻辑的寄存器传输级实现只需要 106 个触发器和 224 个 4 输入 LUT，即可在串行数据流上实现每比特通道适配。 8 位传感器数据。我们通过对失真分布的分析来增强这些实验测量。我们表明，我们的概率 VDB 通道自适应可以将 I/O 功耗降低多达 2 倍。当为用于传感器接口的微型低功耗 FPGA 进行综合时，通道适配控制逻辑的寄存器传输级实现只需要 106 个触发器和 224 个 4 输入 LUT，即可在串行数据流上实现每比特通道适配。 8 位传感器数据。