I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 ,   p p .   1 ~ 1x   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 1 - 1x           1       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Fault t o le ra nt  des ig n f o r 8 - bit  Dad da   multiplier  f o r  neura l  network a ppli ca ti o ns       Ra j i C ha nd ra s ek ha ra n 1 ,  Sa ra pp a di Na ra s im ha   P ra s a d 2   1 S c h o o l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   C o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   R EV A   U n i v e r si t y ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   M a n i p a l   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y   B e n g a l u r u ,   M a n i p a l   A c a d e m y   o f   H i g h e r   Ed u c a t i o n ,   M a n i p a l ,   I n d i a         Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 2 5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   3 1 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 5       As   d ig it a l  e lec tro n ic  sy ste m s  c o n ti n u e   t o   sh ri n k   in   siz e ,   t h e y   fa c e   in c re a se d   su sc e p ti b il it y   t o   tra n sie n t  e rro rs,   e sp e c ially   in   c rit ica l  a p p l ica ti o n s li k e   n e u ra l   n e two rk s,  wh ich   a re   n o t  in h e re n t ly   e rro r - re sili e n t.   M u lt ip li e rs,  fu n d a m e n tal  c o m p o n e n ts  o f   n e u ra l  n e two r k s,   m u st  b e   b o t h   fa u l t  t o lera n t  a n d   e fficie n t.   Ho we v e r,   trad it io n a l  fa u lt   fre e   d e sig n s  c o n su m e   e x c e ss iv e   p o we r  a n d   re q u ire  su b sta n ti a l   sili c o n   re a l  e sta te.  A m o n g   e x isti n g   m u l ti p l ier  a rc h it e c tu re s,  t h e   Da d d a   m u lt i p li e r  sta n d s  o u t  f o r  it s  sp e e d   a n d   e fficie n c y ,   b u t  it   l a c k s  fa u lt   to lera n c e   n e e d e d   fo r  r o b u st  n e u r a l  n e two rk   a p p li c a ti o n s.  Th e re fo r e ,   th e re   is  n e e d   to   d e sig n   a   p o we r  e fficie n t  a n d   fa u lt   fre e   Da d d a   m u lt i p li e r   th a t  c a n   a d d re ss   th e se   c h a ll e n g e s with o u t  sig n ifi c a n t ly   i n c re a sin g   p o we r  c o n su m p ti o n   o r  h a rd wa re   c o m p lex it y .   I n   th is  p a p e r  a   so lu ti o n   i n v o l v in g   a   fa u lt   to lera n t   Da d d a   m u lt ip li e r   o p ti m ize d   fo r   n e u ra l   n e tw o rk   a p p li c a ti o n s  is   p r o p o se d .   Be c a u se   o f  it s  sp e e d   a n d   e ffici e n c y   wh e n   c o m p a re d   to   o th e r  m u lt ip li e rs   Da d d a   m u lt ip li e r   is  u se d   a s   th e   b a se   a rc h it e c tu re   wh ich   is  d e sig n e d   u sin g   c a rry   se lec t  a d d e r   (C S A)  i n   c o n j u n c ti o n   with   b i n a ry   to   e x c e ss   o n e   c o n v e rter   to   re d u c e   p o we r  a n d   c o m p lex it y .   To   e n h a n c e   fa u lt   to lera n c e ,   se lf - re p a iri n g   fu ll   a d d e r  is  u se d   t o   im p lem e n t  t h e   CS A.   Th is  a ll o ws   th e   sy ste m   to   d e tec t   a n d   c o rre c t   e rro rs,  e n su ri n g   ro b u st  o p e ra ti o n   i n   th e   p re se n c e   o f   tran sie n t   fa u lt s.    T h is  c o m b in a ti o n   a c h iev e s  a   p o we r  e fficie n t,   fa u lt   to lera n t   m u lt ip li e r   with   a   p o we r  c o n su m p ti o n   o f   5 2 . 3   m W,   re flec ti n g   a   3 %   re d u c ti o n   in   p o we r   c o m p a re d   to   e x isti n g   d e sig n s.   K ey w o r d s :   C ar r y   s elec t a d d er   Dad d a  m u ltip lier   Fau lt to ler an t   L o w  p o wer   Self - r ep air in g   f u ll a d d e r   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sar ap p ad i N ar asimh a  Pra s ad   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r i n g ,   Ma n ip al  I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   B e n g alu r u ,   Ma n ip al  Aca d em y   o f   Hig h e r   E d u ca tio n   Ma n ip al,   Kar n atak a,   5 7 6 1 0 4 ,   I n d ia   E m ail: sn . p r asad @ m an ip al. ed u       1.   I NT RO D UCT I O N   Fau lt  to ler an ce   ca n   b e   d ef in e d   as  th e   p r o p e r ty   w h ich   h elp s   a  s y s tem   t o   c o n tin u e   o p er ati n g   p r o p er ly   ev en   if   th er e   ar e  f ailu r es  in   s o m e  o f   th e  c o n s titu en t  c o m p o n en ts .   Desig n s   wh ich   ar e   f a u lt  to ler an t  en a b le   th e  s y s tem s   to   o p er ate  at   a  r e d u c ed   lev el  r at h er   th an   f ailin g   c o m p letely   if   s o m e  p a r t  o f   th e  s y s tem   f ails .   T h e   s y s tem s   m u s t h av e  th e  ab ilit y   to   d etec t th e  f ailu r es a n d   r e p air   th em   in   as m u ch   less   tim e  as p o s s ib le.   A  s ig n if ican t  p o r tio n   o f   all  h a r d war e  d ef ec ts   ar e  tr an s ien t  f au lts   ca u s ed   b y   r ad iatio n   o r   tem p er atu r e   im p ac ts .   Fo r   an y   s y s tem   to   b e   f au lt  to ler a n t  s y s tem ,   s elf - ch ec k in g   a n d   s elf - r e p air in g   p r o p er ties   ar e  r eq u ir e d .   T h e  m o s t  co m m o n ly   u s ed   m eth o d s   to   ad d r ess   f au lts   ar e  r ed u n d a n cy   s ch em es:  tim e  r ed u n d an c y ,   h ar d war e   r ed u n d an cy   a n d   in f o r m atio n   r ed u n d a n cy .   Pro tectio n   f r o m   tr an s ien t  f au lt  is   p r o p o s ed   u s in g   T im e  r ed u n d an cy   in   [ 1 ]   in   wh ich ,   s im ilar   o p er at io n s   ar e  ca r r ied   o u t  b y   th e  clo n e  h ar d war e,   i n   ad d itio n   t o   th e  p r im ar y   h a r d war e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   1 - 1x   2   at  d if f er en t   tim e  in ter v als.  Dif f er en ce   in   tim e  in ter v al  to   th e   d u p licate  h ar d war e  is   im p lem en ted   b y   p r o v id in g   d elay ed   clo ck .   Dete ctio n   o f   f au lt  is   d o n e  b y   co m p ar in g   th e  o u tp u ts   ar r iv in g   at  d if f e r en t  in ter v als.  B y   p er f o r m in g   s im ilar   o p er atio n s   at  d if f er en t  tim e  in ter v als  an   ar ea   o v er h ea d   an d   co s t  ca n   b e  r ed u ce d .   I n   Har d war e  r ed u n d an c y   m eth o d   m o r e  th an   o n e  h a r d war e  is   u s ed   to   p r o d u ce   d if f e r en t  o u tp u ts .   Ou tp u ts   o f   th e  r ed u n d an t  a n d   th e  o r ig in al   ar e  co m p ar ed   to   d eter m in e   th e  f au lty   o r   f a u lt  f r ee   co n d itio n .   T h e  m aj o r   d is ad v an tag e  is   th e  ar ea   o v er h ea d   in cu r r ed   [ 1 ] .   T o   d etec t  r ea l  tim e  f au lts   in f o r m atio n   r e d u n d a n cy   co u ld   b e   u s ed .   Fau lt  d etec tio n   i n   co m b in atio n al  lo g ic   ca n   b e   ca r r ied   o u t   b y   u s in g   er r o r   d etec tio n   co d es  o r   p r ed icted   p ar ity   b its .   T h e   m ajo r   d r awb ac k   o f   a r ea   o v er h ea d   in   h ar d war e  r ed u n d an cy   co u ld   b e  o v er co m e  b y   u s in g   m u ltip le  p ar ity   g r o u p s   [ 1 ] .   Va r io u s   ap p r o ac h es   ar e  u s ed   to   a ttain   f au lt  to le r an ce   b u t   at  th e   co s t  o f   p o wer ,   ar ea   an d   d elay .   T h u s ,   b y   in co r p o r atin g   f au lt  to ler an ce   an d   a  lo w  p o wer   d esig n   s tr ateg y   f o r   th e  f u n d a m en tal  b u ild in g   b lo ck s ,   th e  p r o b lem   o f   d ef ec tiv e  s y s tem s   an d   p o wer - h u n g r y   r ed u n d an c y   s ch em es  will b e  r ed u ce d .     Ad d er s   an d   m u ltip lier s   ar e  th e  b u ild in g   b lo c k s   o f   d ig ital   cir cu its   as  well  as  n eu r al  n etwo r k s .   T o   m ak e  d ig ital  s y s tem s   f au lt  f r e e  it  is   im p er ativ e  to   u s e  f au lt  t o ler an t  ad d e r s   an d   m u ltip lier s .   T h e  tim e  r eq u ir ed   f o r   ex ec u tio n   o f   th e  alg o r ith m s   is   d ep en d en t  o n   th e  m u ltip licatio n   p r o ce s s   wh ich   is   wh er e  we  r eq u ir e  h ig h   s p ee d   m u ltip lier s .   T h e  co m p a r ativ e  an aly s is   o f   d elay   p o wer   p er f o r m an ce   o f   v ar i o u s   m u l tip lier s   g iv en   in   [ 2 ]   s h o ws  th at  th er e   ar e   s ev er al   ar ch itectu r es  to   ch o o s e  b alan cin g   p o wer ,   d elay   an d   ar ea .   T o   i m p lem en t  f au lt  f r ee   cir cu its ,   m u ltip lier   d esig n s   w h ich   ar e   f au lt   to ler an t   s h o u ld   b e  a d o p te d .   T h is   ca n   b e  ac h iev ed   u s in g   f au lt   to ler an t  ad d er s   to   d esig n   m u ltip lier s .   T h e  Dad d a  m u ltip li er ,   wh ich   is   k n o w n   f o r   b ein g   f aster   an d   m o r e   ef f icien t,  is   s elec ted   as   th e  b ase  m u ltip lier   ar ch itectu r e.   T o   f ar th er   en h an ce   th e  Dad d a   m u ltip lier ,   a  ca r r y   s elec t  ad d er   ( C SA)   i s   p r o p o s ed .   T h e  C SA  im p r o v es  th e  s p ee d   o f   ar ith m etic  o p e r atio n s   b y   p r ec o m p u tin g   m u ltip le  s u m s   in   p ar allel.   I n   t h is   d esig n ,   th e  C SA  u s es  a   b i n ar y   to   e x ce s s   o n e   co n v er ter ,   wh ich   r e p lace s   th e  co n v en tio n al  ad d er s   to   r e d u ce   p o wer   c o n s u m p tio n   an d   ar ea .   T h is   s etu p   allo ws  o v er all  r ed u ctio n   in   h ar d war e   co m p lex ity   wh ile  m ain tain i n g   p er f o r m a n ce .   T o   ac h iev e  f au lt  to ler an ce ,   s elf - r ep air in g   a d d er   is   em p lo y e d   in   th e  C SA.  T h is   d esig n   ap p r o a ch   h elp s   h an d le  s in g le  an d   d o u b le  f a u lts   ef f ec tiv ely   th u s   co n tr ib u tin g   to   th e   r eliab ilit y   o f   t h e  m u ltip lier   an d   en s u r in g   th at   er r o r s   ca n   b e  s elf - co r r ec ted .   On e  o f   th e   f astes t  ad d er   in   d ig ital   s y s tem s   i s   C SA  wh ich   p er f o r m s   b etter   ar ith m etic  o p er ati o n s .   Usi n g   f au lt  to ler an t  C SA  Dad d a  Mu ltip lier   d esig n   is   p r o p o s ed   h er e.   T h e   p r o p o s ed   C SA  is   b u ilt  u s in g   s elf - r ep air in g   f u ll  ad d er   w h ich   is   f au lt  to ler an t.   T h is   Dad d a  m u ltip lier   ca n   b e  u s ed   in   n eu r al  n etwo r k   ap p lica tio n s .       2.   RE L AT E D  WO RK   Ma n y   lo w  p o wer   im p le m en ta tio n s   o f   ad d er s   u s in g   p ass   tr an s is to r   lo g ic,   tr an s m is s io n   g a te  [ 3 ] ,  [ 4 ]   r esu lts   in   o u tp u t  d eg r ad atio n   an d   co n s u m es  m o r e  p o wer .   Usi n g   p ass   tr an s is to r   an d   b r a n ch - b ased   l o g ic,   f u ll   ad d er   d esig n   [ 5 ]   ca n   r e d u ce   th e  d y n am ic  p o wer   co n s u m e d .   R ed u ce d   p o wer   co n s u m p ti o n   ca n   b e  o b tain ed   f r o m   h y b r i d   f u ll  a d d er   u s in g   g ate  d if f u s io n   m eth o d   [ 6 ] ,  [ 7 ] .   T h e  f u ll  ad d er   m en tio n e d   in   [ 8 ]   wh ic h   u s es  1 6   tr an s is to r s   is   a  v er y   p r o m is in g   d esig n   f o r   th e  a p p licatio n   o u tlin ed   i n   th is   s tu d y   s in c e  it  h as  l o w  p o wer   d is s ip atio n   an d   g o o d   o u tp u t  f i d elity .   T o   k ee p   th e  in teg r ity ,   a   h y b r id   2 0 - T   Fu ll  ad d er   th at  g en er ates  f u ll  s win g   at  b o th   th e  s u m   an d   ca r r y   co u ld   b e  u s ed .   C o m p ac t  an d   lo w  p o wer   ar ch itectu r e  u s in g   s h ar ed   ad d er   [ 9 ]   co u ld   b e  u s ed   in   im p lem en tin g   C SA.  T h e  C SA  ad d er   is   r eg ar d ed   as  o n e  o f   th e  q u ick est  ad d er s   f o r   s o lv i n g   ar ith m etic  f u n ctio n s   in   m ajo r ity   o f   th e  d ig ital  p r o ce s s in g   s y s tem s   [ 1 0 ] .   T h e  p r o p ag atio n   o f   ca r r y   to   th e   f o llo win g   s tep   is   th e  p r im ar y   f ac to r   th at   r estricts  th e  s p ee d   o f   ad d itio n .   Usag e   o f   C SA  ca n   b e  s ee n   i n   a   v ar iet y   o f   p r o ce s s in g   s y s tem s   to   o b tain   s u m   b y   p r o d u cin g   a  n u m b er   o f   ca r r y   f r o m   wh ic h   o n e  c ar r y   is   ch o s en   an d   h en ce   o p tim izin g   th e   d elay   is s u e  o f   ca r r y   p r o p a g atio n   [ 1 1 ] .   Ho wev er ,   th e   m ajo r   is s u e  h e r e  is   th at   th e  C SA   u s es  n u m er o u s   p air s   o f   r ip p l e  ca r r y   ad d er s   ( R C A)   b y   s ee in g   ca r r y   as  in p u t  to   co n s tr u ct  th e  ca r r y   an d   th e   r esp ec tiv e  p ar tial  s u m .   T h e   f i n al  s u m   an d   ca r r y   ar e  c h o s en   b y   a  m u ltip le x er   ( MU X) ,   an d   th e  e n tire   p r o ce s s   s h o ws  th at  th is   ap p r o ac h   is   i n ef f icien t  u s e  o f   ar ea .   T h e r ef o r e,   a  f u n d am en tal  id ea   o f   a p p ly in g   a  b in a r y   to   ex ce s s - 1   co n v er te r   ( B E C - 1 )   is   p r o v i d ed   to   a d v an ce   th e  s p ee d   o f   a d d itio n   [ 1 2 ] .   B ased   o n   th e  ca p ab ilit ies,  th e  m u ltip licatio n   p r o ce d u r e  ca n   h elp   th e  s y s tem   to   r ea ch   a  h ig h   d ata  r ate   [ 1 3 ] .   W e  n ee d   h ig h   s p ee d   m u ltip lier   b ec au s e   th e  m ajo r ity   o f   th e  alg o r ith m s ’   ex ec u tio n   ti m es  d ep en d   o n   th e  m u ltip licatio n   o p er atio n .   A  h u g e  v o lu m e  o f   d ata  m u s t  also   b e  ev alu ated   in   a  v ar iety   o f   ap p licatio n s   o f   d ig ital  p r o ce s s in g   s y s tem s   an d   v er y   lar g e - s ca le  in teg r atio n   ( VL SI)   wh ich   ca lls   f o r   h ig h   p er f o r m a n ce   p r o ce s s o r s   [ 1 4 ] .  Mu ltip lier s   ar e  ess en tial  in   ac h iev in g   im p r o v ed   p er f o r m an ce   o u tc o m es  f o r   th is   g o al.   T h er e f o r e,   th e  m u ltip lier ’ s   o p er atin g   s p ee d   i s   cr u cial  an d   m u s t  b e  tak en   i n to   ac co u n t  wh en   d e v elo p in g   cir cu its   f o r   d ig ital  s y s tem s   s p ec ial ly   f o r   g en er al - p u r p o s e  p r o ce s s in g   [ 1 5 ] .   T h e r e  h av e  b ee n   n u m er o u s   attem p t s   in   r ec en t  y ea r s   to   cr ea te  m u ltip lier s   th at  o f f er   h ig h   s p ee d   a n d   lo w   p o wer .   I n   ess en ce ,   m u ltip lier s   co m e  in   two   f lav o r s :  s er ial  m u ltip lier s   an d   p ar allel  m u l tip lier s .   I n   g en er al,   p ar allel  m u ltip lier s   o p er ate  m o r e  q u ick ly   th an   s er ial   m u ltip lier s   [ 1 3 ] – [ 1 6 ] .   Sev er al  m u ltip lier s   lik e  a r r ay   m u ltip lier s ,   Dad d a  m u ltip lier s ,   W allac e,   B o o th   m u ltip lier s   ar e  s tu d ied   f o r   t h e ir   p er f o r m a n ce   in   [ 1 7 ] – [ 1 9 ] .   Dif f er en t  alg o r ith m s   a n d   s tr at eg ies  h av e   alr ea d y   b ee n   d e v elo p e d   to   ac h iev e  t h e  least  am o u n t   o f   d elay ,   p o wer   co n s u m p tio n ,   an d   o u tp u t  th r o u g h   a  d ig ital   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F a u lt to lera n t d esig n   fo r   8 - b it   Da d d a   m u ltip lier   fo r   n eu r a l n etw o r k  a p p lica tio n s   ( R a ji C h a n d r a s ek h a r a n )   3   cir cu it.  Me r g e  d elay   tr a n s f o r m   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] ,   g en etic   ev o lu tio n ar y   alg o r ith m s   ar e   a  f ew  o f   t h e  s tr ateg ies  n o w  i n   u s e.   All  o f   th ese  m et h o d s   ar e  im p lem en te d   u s in g   co m p lem en tar y   m etal - o x id e - s em ico n d u ct o r   ( C MO S)   tech n o lo g y .   L o w  p o wer   d esig n   ap p r o ac h es  f o r   o th er   a p p l icatio n s   f o r   VL SI  im p lem en t atio n   d is cu s s ed   in   [ 2 0 ] – [ 2 2 ]   is   s tu d ied   t o   s ee   wh eth er   th o s e  ca n   b e   ap p lied   f o r   th e  ap p licatio n   tr ied   h er e.   T h e r e  ar e  th r ee   s tep s   in   th e  o p er atio n   o f   m u ltip lier s :  cr ea tio n   o f   a  p ar tial  p r o d u ct,   its   ad d itio n ,   an d   its   f in al  ad d itio n .   T h e  s ec o n d   s tag e  o f   m u ltip licatio n   o f ten   i n v o lv es  th e  p ar tial  p r o d u ct  r ed u ctio n   p r o ce s s ,   wh ich   ca n   b e  b o t tlen ec k   in   ter m s   o f   p er f o r m an ce   an d   p o wer   co n s u m p tio n .   Par allel  p r ef ix   ad d e r s ,   ap p r o x im ate  ad d e r s ,   n o v e l  co m p r ess o r s   ar e   s o m e  o f   th e  m eth o d s   r ev iewe d   in   [ 2 3 ] .   Dad d a  m u ltip lier   d esig n ed   u s in g   co m p r ess o r s   ar e  d is cu s s ed   in   [ 2 4 ]   s h o ws co n s id er ab le  p r o s p ec ts   in   r ed u cin g   ar ea   an d   p o wer   an d   d elay .   A  n o n - tr u n ca ted   d esi g n   is   u s ed   to   d esig n   W allac e  m u ltip lier   in   [ 2 5 ]   u s in g   ap p r o x im ate   co m p r ess o r s   wh ich   s h o ws  in cr e ased   p e r f o r m an ce   an d   less   p o wer   co n s u m p tio n .   Ap p licat io n s   o f   ap p r o x i m ate  co m p r ess o r s   f o r   m u ltip lier s   u s ed   f o r   im ag e  p r o ce s s in g   d is cu s s ed   in   [ 2 6 ]   is   p r o s p ec t iv e  d esig n   as  th e  ac cu r ac y   m etr ic  is   n o t  co m p r o m is ed   a n d   h as  less   p o wer   co n s u m p tio n .   I n   m u ltip lier   d esig n   as  d is cu s s ed   in   [ 2 7 ]   u s es  an   an d   g ate  to   g en er ate  a  co r r ec tio n   ter m   t o   co r r ec t  er r o r s .   Ap p r o x im atio n   m eth o d   f o r   m u ltip licatio n   u s in g   4 : 2   co m p r ess o r s   an d   f u ll  a d d er s   is   d is cu s s ed   f o r   im ag e  p r o ce s s in g   ap p lica tio n s   in   [ 2 8 ] .   Ap p r o x im ate  c o m p u tin g   ass ess m en t  tech n iq u es  f o r   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   an d   m ac h in e  lear n in g   ap p licatio n s   wh er e  r eq u ir em en t  f o r   ac cu r ac y   is   n o t  p ar a m o u n t  is   d is cu s s ed   in   [ 2 9 ] .   R ec u r s iv e  b ased   ap p r o x im ate  m u ltip lier s   f o r   er r o r   r esil ien t  ap p licatio n   is   d is cu s s e d   in   [ 3 0 ]   w h ich   is   a   p r o s p ec tiv e  co n ten d e r   in   lo w  p o wer   ap p licatio n s .   I n   th e  ex is tin g   ar ch itectu r e ,   it  is   f o u n d   th at  d i f f er en t   m u ltip lier s   ar e  b u ild   u s in g   f u ll  ad d er   wh ich   ar e  n o t  f a u lt  f r ee .   I n   o r d e r   to   o v er c o m e  th i s   p r o b lem ,   Dad d a   m u ltip lier   is   im p lem en ted   u s in g   C SA w h ich   is   f au lt to ler an t  with   lo w  p o wer   im p lem e n tatio n .       3.   P RO P O SE D  DE SI G N    3 . 1 .     P r o po s ed  f a ult  t o lera nt  ca rr y   s elec t   a dd er   T h e  m u ltip ly   ac cu m u late  u n it   ( MA C )   co n s is ts   o f   ad d er s ,   m u ltip lier s   an d   ac cu m u lato r s   wh er e  th e   m u ltip lier   is   th e  h ea r t  o f   e v er y   MA C   u n it.  T h e  r ed u ctio n   a n d   g en e r atio n   o f   p ar tial  p r o d u ct  in   m u ltip lier s   h as  lar g e  co n tr ib u tio n   to   p o wer   c o n s u m p tio n .   A  r eg u lar   C SA  in clu d es  two   R C A  wh ich   p r o d u ce s   s u m   an d   ca r r y .   On e  R C A  g en er ates  ‘ C ar r y   0 ’   an d   th e   s ec o n d   R C A  g en er ates  ‘ C ar r y   1 ’ .   Mu ltip lex e r s   ar e  u s ed   f o r   th e   s elec tio n   o f   an y   o n e   ca r r y   p in   o u tp u t.  B u t  th e   ca r r y   s elec t  ad d er - b ased   R ad ix - m u ltip lier   co n s u m es  lar g er   ar ea   an d   m o r e  n u m b er   o f   tr an s is to r s .   T o   av o id   m o r e  p o wer   co n s u m p tio n   f a u lt  to ler an t  C SA  u s in g   b in a r y   to   e x ce s s   o n e  co n v e r ter   ( B E C - 1 )   is   im p lem en ted .   T h e  co n s titu en t  f au lt  to ler an t  s elf - r ep air in g   f u ll   ad d er   [ 8 ]   b lo c k   as  s h o wn   in   Fig u r e  1   is   u s ed   in   C SA   in   tu r n   m ak in g   th e  C SA  f au lt  f r ee .   Fo r   th e  s ak e  o f   b r ev ity   4 - b it  ad d er   d esig n   is   co n s id er ed   h er e.   Fig u r e  2   r ep r esen ts   th e  b lo ck   d ia g r am   o f   f a u lt  to ler an t  C SA.  H er e  ca r r y   1   o p er ates  th e  s am e  as  t h at  o f   r e g u lar   C SA  b u t   ca r r y   0   m ak es  u s e  o f   B E C - 1   th at  a d d s   1   ca r r y   in   t h e  s u m .   Fin ally ,   MU X  u s ed   to   s elec t  th e  en d   r esu lt  b ased   o n   ac tu al  ca r r y   C in .   E q u atio n s   ( 1 )   a n d   ( 2 )   r e p r esen t   th e  s u m   an d   t h e  ca r r y   o u t f o r   th e  f a u lt to ler an t 4 - b it  ca r r y   s elec t a d d er .      = (  ∗   ) + (  ∗ )                           ( 1 )      = ( 4 ∗   ) + (  3 ∗ )                    ( 2 )           Fig u r e  1 .   B lo ck   d iag r am   o f   s el f - r ep air in g   f u ll a d d er   c o n s is tin g   o f   s elf - ch ec k in g   f u ll a d d er   wh ich   id en tifie s   f au lt a n d   a  d ec is io n - m ak i n g   M UX   [ 8 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   1 - 1x   4       Fig u r e  2 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   4 - b it   ca r r y   s elec t a d d er   u s in g   b in a r y   to   e x ce s s   1   co n v er te r ,   f u ll a d d er   an d   2 :1   MU X   [ 2 3 ]       3 . 2 .    P r o po s ed  Da dd a   m ultiplier   Dad d a  m u ltip lier   wo r k s   s im ilar   to   th at  o f   W allac e  tr ee   m u ltip lier ,   b u t  th e  d if f er en ce   is   it  is   m u c h   f aster   an d   r eq u ir es  f ewe r   g ates .   T h e  p r o p o s ed   ca r r y   s elec t  ad d er   is   im p lem en ted   in   Da d d a  m u ltip lier   to   o b tain   lo w  p o wer .   Fig u r e   3   r ep r ese n ts   th e  d o t  d iag r am   o f   8 - b it   Dad d a  m u ltip lier   wh er e  th e  h eig h t  o f   ea ch   s tag e  d ep en d s   o n   th e  wo r k in g   p r in c ip le  o f   th e  f in al   s tag e.   T h e  f in al  s tag e  in clu d es  two   p ar tial  p r o d u ct  r o ws.  E ac h   s tag e  h as  a  h eig h t  o f   o r d er   2 ,   3 ,   4 , 6 , 9 , 1 3 , 1 9 , 2 8 , 4 2 , 6 3 .   T h e  co m p lete  8 - b it  d o t  d iag r am   in clu d es  s ix   s tag es.  T h is   s tag e  in clu d es 1 6   n u m b e r   o f   r o ws.              Fig u r e   3 .   Do t  d iag r am   o f   Dad d a  m u ltip lier   f o r   N= 8       T h e  f ir s t  s tag e   in v o lv es  s im p le  m u ltip licatio n   o f   m u ltip lic an d   a n d   m u ltip lier   wh ich   is   ter m ed   as  p ar tial  p r o d u ct  s tag e.   T h e  f ir s t  co lu m n   in   f ir s t  r o w  r ep r esen ts   th e  least  s ig n if ican t  b it.  2 nd   r o w  s tag e  is   b ein g   o b tain ed   f r o m   3 rd   r o w  s tag e,   a n d   3 rd   r o w  s tag e  is   o b tain ed   f r o m   4 th   r o w  s tag e  with   th e  h elp   o f   ( 3 ,   2 )   an d   ( 2 ,   2 )   co u n ter s   f r o m   t h e  d o t  d iag r a m .   S  in d icate d   th e  n u m b e r   o f   s tag es  u s ed   to   im p lem en t  th e  m u ltip lier .   I n   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F a u lt to lera n t d esig n   fo r   8 - b it   Da d d a   m u ltip lier   fo r   n eu r a l n etw o r k  a p p lica tio n s   ( R a ji C h a n d r a s ek h a r a n )   5   (S - 2 )   s tag e ,6 th   r o w  s tag e  h elp s   in   d er iv in g   th e  4 th   r o w  s tag e.   T h e  6 th   r o w  ca n   b e  o b tain e d   f r o m   9 th   r o w  s tag e.   T h is   ca n   b e   ( S - 3) th   s tag e.   I n   t h e  ( S - 4 )   s tag e,   th e   9 th   r o w  s ta g e  is   g ain ed   b y   1 3 th   r o w   an d   it  ca n   b e   o b tain e d   f r o m   p ar tial  p r o d u ct  s tag e.   T h e  n ee d e d   n u m b e r   o f   f u ll  ad d er s   in   th is   Dad d a  im p lem e n tatio n   is   N2 - 4 N+ 3 ,   a n d   r eq u ir ed   n u m b er   o f   h alf   ad d e r s   is   N - 1.   Fig u r e  3   s h o ws  th e   to tal  n u m b er   o f   r e d u ce d   s tag es  to   d esig n   Dad d a   ar ch itectu r e.   Fo r   clar ity   4 - b it m u ltip lier   o p er atio n   is   s h o wn   h er e.   8 - b it   o p er atio n   ca n   b e  o b tain ed   b y   u s in g   two   o f   s u ch   4 - b it   b lo c k s .   Fig u r e  4   r ep r esen ts   th e  b lo c k   d iag r a m   o f   4 - b it   Dad d a  m u ltip lier .           Fig u r e   4 .   B lo ck   d iag r am   r ep r e s en tatio n   o f   Dad d a  m u ltip lier   u s in g   ca r r y   s elec t a d d er   im p le m en ted   u s in g   t h e  d esig n   m en tio n e d   in   Fig u r e  2       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    T h e  p r o p o s ed   Da d d a  m u ltip lier   is   d esig n ed   u s in g   I SE  Xilin x   s o f twar e  an d   th e  wa v ef o r m   is   s im u lated   u s in g   Xilin x   s im u la to r .   Fig u r e  5   r ep r esen ts   th e   s im u latio n   r esu lts   o f   f au lt   to ler a n t  s elf - r ep air i n g   f u ll   ad d er .   T h e  f au lts   o cc u r r ed   in   t h e  f u ll - ad d ed   cir c u it is   r ep air e d   b y   th e  s elf - r ep air in g   p r o ce s s .   Fig u r e  6   r ep r esen t  s ch em atic   d iag r am   o f   4 - b it  f au lt  to ler an t  ca r r y   s elec t  ad d er   u s in g   ex ce s s   1   co n v er to r   wh er e  th er e  ar e  4   b i ts   o f   in p u t  ‘ A’   an d   4   b its   o f   in p u t  ‘ B ’   alo n g   with   C    an d   C    0 .   I t  p r o d u ce s   an   o u tp u t   o f   s u m   S 0   –   S3   an d   ca r r y o u t  C  .   Fig u r e   7   r ep r esen ts   R T L   s ch em atics  v iew  o f   4 - b it  f au lt  to ler a n t   ca r r y   s elec t  ad d er   o b tain e d   af ter   s y n th esizin g   t h e  co d e.   Fig u r e  8   s h o ws  s im u latio n   wav e f o r m   o f   4 - b it   f au lt   to ler an t  ca r r y   s elec t  a d d er .   T h e  in p u ts   ar e   Ao   –   A3   an d   B o   –   B 3 .   Ou t p u ts   Su m   is   r ep r esen ted   as  S 0   –   S 3   wh ile  th e  ca r r y   is   r e p r esen ted   as C o u t.            Fig u r e  5 .   Simu latio n   r esu lts   o f   s elf - r ep air in g   f u ll a d d er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   1 - 1x   6       Fig u r e  6 .   T o p   lev el  s ch em atic  d iag r am   o f   4 - b it f au lt to ler a n t  ca r r y   s elec t a d d er           Fig u r e  7 .   R T L   Sch em atic  v ie w  o f   4 - b it   f au lt to ler a n t c ar r y   s elec t a d d er           Fig u r e  8 .   Simu latio n   r esu lt o f   4 - b it   f au lt to ler a n t c ar r y   s elec t a d d er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F a u lt to lera n t d esig n   fo r   8 - b it   Da d d a   m u ltip lier   fo r   n eu r a l n etw o r k  a p p lica tio n s   ( R a ji C h a n d r a s ek h a r a n )   7   8 - b it  Dad d a  m u ltip lier   ca n   b e   m ad e  b y   ex te n d in g   t h e  4 - b it  d esig n   d is cu s s ed   p r ev io u s ly .   T h e  8 - b it   Dad d a  m u ltip lier   wh ic h   is   im p lem en ted   u s in g   f au lt  to ler a n t   C SA  with   B E C .   I t  in clu d es  8   b its   in p u t  o f   A  an d   B   an d   p r o d u ce s   a  f in al  o u tp u t  o f   1 6 - b it.    F i g u r e   9   s h o ws   t h e   R T L   S c h em a t i c   v i ew   a n d   F i g u r e   1 0   r e p r e s e n ts   s i m u l a te d   w a v e f o r m   o f   8 - b i t   D a d d a  m u l t i p l i e r .   F o r   d i f f e r e n t   v a l u es  i n p u t s   t h e   r e s u l ts   a r e   v e r i f i e d .   T a b l e   1   s h o w s   c o m p a r a t i v e   r e s u l t   f o r   p o w e r   a n d   d e l a y   o f   8 - b i t   W a l l a ce ,   A r r a y   a n d   D a d d a   m u l t i p l i e r .   T h e   c o m p a r i s o n   r e s u l ts   s h o w   t h at   a m o n g   a l l   t h e   m u l t i p l ie r s   D a d d a   m u l ti p l i e r   w it h   C SA   u s i n g   e x c ess   o n e   c o n v e r te r   i n   i t s   c a r r y   p r o p a g a t i o n   p a t h   is   m o r e   e f f i c i e n t .   T h e   p o w e r   i s   r e d u c e d   b y   3 %   w h e n   c o m p a r e d   t o   W a ll a c e   T r e e   m u lt i p l i e r   a n d   t h e   d el a y   is   r e d u c e d   b y   2 . 8 % .           Fig u r e  9 .   R T L   s ch em atic  v iew   o f   8 - b it   Dad d a  m u ltip lier           Fig u r e  1 0 .   Simu latio n   r esu lt o f   8 - b it   Dad d a  m u ltip lier       T ab le  1 .   C o m p a r is o n   o f   d if f e r en t  m u ltip lier s   b ased   o n   d elay   an d   p o we r   d is s ip atio n   M u l t i p l i e r s   ( 8   b y   8 )   D e l a y   ( n s)   P o w e r   ( mW )   A r r a y   m u l t i p l i e r   3 . 0 2   5 . 1 6   W a l l a c e   m u l t i p l i e r   2 . 8 1   5 . 3 9   D a d d a   m u l t i p l i e r   2 . 7 3   5 . 2 3       5.   CO NCLU SI O N    Neu r al  n etwo r k s   ar e   n o t   in h e r en tly   f a u lt  to ler a n t.  I t   h as  t o   b e  m ad e   f au lt  f r ee .   I m p lem e n tatio n s   o f   f au lt  f r ee   ca r r y   s elec t  ad d er   a n d   m u ltip lier   ca n   r esu lt  in   th e   co n s titu en ts   o f   a   n eu r al  n etw o r k   f a u lt  f r ee .   T h e   Self - R ep air in g   f u ll  ad d e r   d esig n   ca n   id e n tify   a n d   r ep air   b o th   s in g le  a n d   d o u b le  f au lts   at  a  tim e.   T h e  aim   o f   f au lt - to ler an t  cir c u its   is   to   r ed u ce   th e  p r o b ab ilit y   o f   f ailu r es.  T h e  co n s titu en t  s elf - r e p air in g   f u ll  ad d e r   wh ich   is   u s ed   f o r   C SA  is   f au lt  to ler an t  in   n atu r e.   Sin ce   th is   is   u s ed   f o r   b u ild in g   C SA,  in   tu r n   m ak in g   it  f au lt  f r ee .   8 - b it   Dad d a  m u ltip lier   wh ich   h as  lo w  p o wer   d is s ip atio n   is   im p lem en ted   u s in g   th is   C SA.  T h e  d esire d   o u tp u t   wav ef o r m s   ar e   o b tain e d .   I n   th is   p ap er ,   a n   im p lem e n tatio n   o f   th e  Dad d a  m u ltip lier   is   ca r r i ed   o u t.   T h e  Po we r   co n s u m ed   b y   th e  p r o p o s ed   Dad d a  m u ltip lier   is   5 . 2 3   m W .   T h e  p o wer   co m p ar is o n   r esu lts   s h o w   th at  th e  p r o p o s ed   d esig n   r ed u ce s   th e  p o wer   b y   3 % th an   ar r a y   m u ltip l ier   an d   wallac e  m u ltip lier .   C S A  with   B E C   th at  i s   f au lt  to ler an t  is   d esig n ed   an d   im p lem en ted   in   th e  p r o p o s ed   m u ltip lier .   Fro m   all  th e  co m p ar is o n   r esu lts   it  i s   ev id en t  th at  th e   Dad d a  m u ltip lier   u s in g   f a u lt   to ler an t  C SA  with   B E C   m o r e  ef f icien t.   T h e  p r o p o s ed   8 - b i t   Dad d a  tr ee   m u ltip lier   wh ic h   u s es  th e  f au lt - to ler an t  C SA  u s i n g   B E C - 1   r ed u ce s   p o wer   s ig n if ican tly   m o r e   th a n   s ev er al  o th er   ex is tin g   m u ltip lier s .   T h ese  m u ltip lier s ,   th o u g h ,   ar e  also   f air ly   q u ick   co m p ar e d   to   o th er   m u ltip lier s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 25 :   1 - 1x   8   ACK NO WL E DG E M E NT S    T h e  au th o r s   ac k n o wled g e   th e  s u p p o r t  f r o m   R E VA  Un iv er s ity   f o r   th e   f ac ilit ies  p r o v id e d   to   ca r r y   o u t   th e  r esear ch .       F UNDING   I NF O R M A T I O N    Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   R aji  C h an d r asek h ar an   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓         Sar ap p p ad i  Nar asimh a   Pra s ad     ✓         ✓       ✓   ✓     ✓   ✓       C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   D a t a   a v a il a b i li t y   is   n o t   a p p l i ca b l e   t o   t h is   p a p e r   a s   n o   n e w   d at a  w e r e   c r e a t e d   o r   a n al y z e d   i n   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   D .   M i l j k o v i ć ,   “ F a u l t   d e t e c t i o n   m e t h o d s:   a   l i t e r a t u r e   s u r v e y , ”   i n   MIPRO   2 0 1 1   -   3 4 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n v e n t i o n   o n   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y ,   E l e c t r o n i c s  a n d   M i c r o e l e c t r o n i c s  -   Pr o c e e d i n g s ,  2 0 1 1 ,   p p .   7 5 0 – 7 5 5 .   [ 2 ]   M .   A l i ,   M .   W e l z l ,   S .   H e ss l e r ,   a n d   S .   H e l l e b r a n d ,   “ A   f a u l t   t o l e r a n t   me c h a n i sm  f o r   h a n d l i n g   p e r m a n e n t   a n d   t r a n s i e n t   f a i l u r e s   i n   a  n e t w o r k   o n   c h i p , ”   i n   Pro c e e d i n g s  -   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y - N e w   G e n e r a t i o n s ,   I T N G   2 0 0 7 ,   2 0 0 7 ,   p p .   1 0 2 7 – 1 0 3 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I TN G . 2 0 0 7 . 5 .   [ 3 ]   S .   V a i d y a   a n d   D .   D a n d e k a r ,   “ D e l a y - p o w e r   p e r f o r m a n c e   c o mp a r i s o n   o f   m u l t i p l i e r s  i n   V LSI   c i r c u i t   d e si g n , ”   I n t e rn a t i o n a l   j o u rn a l   o f   C o m p u t e r  N e t w o rks   &  C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   4 7 – 5 6 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 5 1 2 1 / i j c n c . 2 0 1 0 . 2 4 0 5 .   [ 4 ]   M .   G u d u r i ,   V .   K .   A g a r w a l ,   a n d   A .   I sl a m,  “ W h i c h   i s  t h e   b e st   1 0 T  st a t i c   C M O S   f u l l   a d d e r   f o r   u l t r a l o w p o w e r   a p p l i c a t i o n s, ”   J o u rn a l   o f   VLS I   D e si g n   T o o l s &  T e c h n o l o g y ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 5 – 5 0 ,   2 0 1 5 .   [ 5 ]   T.   V   R a o   a n d   A .   S r i n i v a su l u ,   “ 1 6 - B I T  R C A   i m p l e me n t a t i o n   u si n g   c u r r e n t   s i n k   r e st o r e r   st r u c t u r e , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D e si g n ,   A n a l y s i s  a n d   T o o l s   f o r  C i r c u i t s  a n d   S y s t e m s ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   2 0 1 3 .   [ 6 ]   M .   H a s a n ,   H .   U .   Za m a n ,   M .   H o ssa i n ,   P .   B i sw a s,  a n d   S .   I sl a m ,   “ G a t e   d i f f u si o n   i n p u t   t e c h n i q u e   b a se d   f u l l   sw i n g   a n d   s c a l a b l e   1 - b i t   h y b r i d   f u l l   a d d e r   f o r   h i g h   p e r f o r ma n c e   a p p l i c a t i o n s,”   E n g i n e e ri n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   a n   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l ,   v o l .   2 3 ,   n o .   6 ,   p p .   1 3 6 4 – 1 3 7 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e st c h . 2 0 2 0 . 0 5 . 0 0 8 .   [ 7 ]   O .   A .   B a d r y   a n d   M .   A .   A b d e l g h a n y ,   “ Lo w   p o w e r   1 - B i t   f u l l   a d d e r   u s i n g   f u l l - sw i n g   g a t e   d i f f u si o n   i n p u t   t e c h n i q u e , ”   i n   2 0 1 8   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n n o v a t i v e   T r e n d s   i n   C o m p u t e r  E n g i n e e ri n g   ( I T C E) ,   F e b .   2 0 1 8 ,   p p .   2 0 5 – 2 0 8 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I TC E. 2 0 1 8 . 8 3 1 6 6 2 5 .   [ 8 ]   C .   R a j i   a n d   S .   N .   P r a s a d ,   “ A   h y b r i d   d e s i g n   f o r   l o w - p o w e r   f a u l t   t o l e r a n t   O n e B i t   f u l l   a d d e r   f o r   n e u r a l   n e t w o r k   a p p l i c a t i o n s, ”   L e c t u re   N o t e s  i n   El e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   8 3 6 ,   p p .   2 7 7 – 2 9 3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 16 - 8 5 4 2 - 2 _ 2 2 .   [ 9 ]   B .   A m e l i f a r d ,   F .   F a l l a h ,   a n d   M .   P e d r a m,   “ C l o si n g   t h e   g a p   b e t w e e n   c a r r y   s e l e c t   a d d e r   a n d   r i p p l e   c a r r y   a d d e r :   a   n e w   c l a ss   o f   l o w - p o w e r   h i g h - p e r f o r ma n c e   a d d e r s, ”   i n   S i x t h   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   Q u a l i t y   o f   El e c t ro n i c   D e s i g n   ( I S Q ED ’ 0 5 ) ,   2 0 0 5 ,   p p .   1 4 8 – 1 5 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S Q ED . 2 0 0 5 . 1 3 1 .   [ 1 0 ]   N .   S h a r m a   a n d   R .   S i n d a l ,   “ M o d i f i e d   b o o t h   m u l t i p l i e r   u s i n g   w a l l a c e   st r u c t u r e   a n d   e f f i c i e n t   c a r r y   se l e c t   a d d e r , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   C o m p u t e r A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   6 8 ,   n o .   1 3 ,   p p .   3 9 – 4 2 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 5 1 2 0 / 1 1 6 4 3 - 7 1 3 0 .   [ 1 1 ]   N .   R a v i ,   A .   S a t i s h ,   T.   J .   P r a s a d ,   a n d   T.   S .   R a o ,   “ A   n e w   d e si g n   f o r   a r r a y   mu l t i p l i e r   w i t h   t r a d e   o f f   i n   p o w e r   a n d   a r e a , ”   a r Xi v   p re p ri n t   a rXi v : 1 1 1 1 . 7 2 5 8 ,   2 0 1 1 .   [ 1 2 ]   K .   P r i y a .   K   a n d   K .   S .   N .   R a j u ,   “ C a r r y   s e l e c t   a d d e r   u si n g   B EC   a n d   R C A , ”   I j a rcc e ,   p p .   8 2 1 1 – 8 2 1 4 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 7 1 4 8 / i j a r c c e . 2 0 1 4 . 3 1 0 3 0 .   [ 1 3 ]   M .   V l ă d u ţ i u ,   C o m p u t e r  a r i t h m e t i c .   B e r l i n ,   H e i d e l b e r g :   S p r i n g e r   B e r l i n   H e i d e l b e r g ,   2 0 1 2 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 642 - 1 8 3 1 5 - 7.   [ 1 4 ]   N .   B a n o ,   “ V LSI   d e si g n   o f   l o w   p o w e r   B o o t h   m u l t i p l i e r , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S c i e n t i f i c   & En g i n e e r i n g   Re se a rch ,   v o l .   3 ,   n o .   2 ,   p p .   2 – 4 ,   2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F a u lt to lera n t d esig n   fo r   8 - b it   Da d d a   m u ltip lier   fo r   n eu r a l n etw o r k  a p p lica tio n s   ( R a ji C h a n d r a s ek h a r a n )   9   [ 1 5 ]   W .   J.  T o w n s e n d ,   E.   E.   S w a r t z l a n d e r ,   Jr . ,   a n d   J .   A .   A b r a h a m,   “ A   c o m p a r i s o n   o f   D a d d a   a n d   W a l l a c e   m u l t i p l i e r   d e l a y s,”   Ad v a n c e d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g   A l g o r i t h m s,  Arc h i t e c t u res ,   a n d   I m p l e m e n t a t i o n s  XI I I ,   v o l .   5 2 0 5 ,   p .   5 5 2 ,   2 0 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 7 / 1 2 . 5 0 7 0 1 2 .   [ 1 6 ]   P .   R .   C a p p e l l o   a n d   K .   S t e i g l i t z ,   “ A   V LSI   l a y o u t   f o r   a   p i p e l i n e d   d a d d a   m u l t i p l i e r , ”   C o m p u t e r  Ar i t h m e t i c :   Vo l u m e   I I ,   p p .   1 9 7 – 2 1 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 2 / 9 7 8 9 8 1 4 6 4 1 4 7 0 .   [ 1 7 ]   V .   K a u sh i k ,   “ C o m p a r a t i v e   a n a l y si s   o f   p r o p o se d   p a r a l l e l   d i g i t a l   m u l t i p l i e r   w i t h   D a d d a   a n d   o t h e r   p o p u l a r   m u l t i p l i e r s , ”   I J I RS T   – I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   f o r In n o v a t i v e   Re se a rc h   i n   S c i e n c e   & Te c h n o l o g y ,   n o .   S e p t e m b e r ,   2 0 1 7 .   [ 1 8 ]   Z.   S h a b b i r ,   A .   R .   G h u mm a n ,   a n d   S .   M .   C h a u d h r y ,   “ A   r e d u c e d - sp - D 3 Ls u m  a d d e r - b a s e d   h i g h   f r e q u e n c y   4 ×   4   b i t   m u l t i p l i e r   u si n g   D a d d a   a l g o r i t h m, ”   C i rc u i t s,   S y st e m s,  a n d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g ,   v o l .   3 5 ,   n o .   9 ,   p p .   3 1 1 3 – 3 1 3 4 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 0 3 4 - 015 - 0 2 0 1 - 7.   [ 1 9 ]   R .   A .   Ja v a l i ,   R .   J.  N a y a k ,   A .   M .   M h e t a r ,   a n d   M .   C .   La k k a n n a v a r ,   “ D e si g n   o f   h i g h   s p e e d   c a r r y   sa v e   a d d e r   u s i n g   c a r r y   l o o k a h e a d   a d d e r , ”   i n   Pro c e e d i n g s   o f   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C i rc u i t s,   C o m m u n i c a t i o n ,   C o n t r o l   a n d   C o m p u t i n g ,   I 4 C   2 0 1 4 ,   2 0 1 4 ,   p p .   33 – 3 6 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C I M C A . 2 0 1 4 . 7 0 5 7 7 5 1 .   [ 2 0 ]   R .   A .   V u r a l ,   B .   Er k me n ,   U .   B o z k u r t ,   a n d   T .   Y i l d i r i m ,   “ C M O S   d i f f e r e n t i a l   a m p l i f i e r   a r e a   o p t i m i z a t i o n   w i t h   e v o l u t i o n a r y   a l g o r i t h ms, ”   L e c t u re   N o t e s  i n   En g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   2 ,   p p .   6 6 6 – 6 7 0 ,   2 0 1 3 .   [ 2 1 ]   S .   Ló p e z ,   Ó .   G a r n i c a ,   I .   H i d a l g o ,   J.  La n c h a r e s,   a n d   R .   H e r mi d a ,   “ P o w e r - c o n su mp t i o n   r e d u c t i o n   i n   a sy n c h r o n o u s  c i r c u i t s  u s i n g   d e l a y   p a t h   u n e q u a l i z a t i o n , ”   L e c t u r e   N o t e s   i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   s u b seri e s  L e c t u r e   N o t e s   i n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u re   N o t e s  i n   Bi o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   2 7 9 9 ,   p p .   1 5 1 – 1 6 0 ,   2 0 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 5 4 0 - 3 9 7 6 2 - 5 _ 1 7 .   [ 2 2 ]   M .   M u n a w a r ,   Z.   S h a b b i r ,   a n d   M .   A k r a m,  “ A r e a ,   d e l a y ,   a n d   e n e r g y - e f f i c i e n t   f u l l   D a d d a   m u l t i p l i e r , ”   J o u r n a l   o f   C i rc u i t s,   S y s t e m s   a n d   C o m p u t e rs ,   v o l .   3 2 ,   n o .   1 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 2 / S 0 2 1 8 1 2 6 6 2 3 5 0 2 5 8 4 .   [ 2 3 ]   A .   S e b a st i a n ,   F .   J o se ,   K .   G o p a k u mar ,   a n d   P .   T h i y a g a r a j a n ,   “ D e s i g n   a n d   i mp l e me n t a t i o n   o f   a n   e f f i c i e n t   D a d d a   mu l t i p l i e r   u si n g   n o v e l   c o m p r e ss o r s a n d   f a st   a d d e r , ”   i n   3 rd   I n t e rn a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   D e v i c e s,   C i rc u i t s   a n d   S y st e m s,   I S D C S   2 0 2 0   -   Pr o c e e d i n g s ,  2 0 2 0 ,   p p .   1 – 4 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S D C S 4 9 3 9 3 . 2 0 2 0 . 9 2 6 3 0 1 4 .   [ 2 4 ]   A .   G o r a n t l a   a n d   P .   D e e p a ,   “ D e si g n   o f   a p p r o x i ma t e   c o m p r e ss o r s  f o r   m u l t i p l i c a t i o n , ”   AC M  J o u r n a l   o n   Em e r g i n g   T e c h n o l o g i e s   i n   C o m p u t i n g   S y s t e m s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 0 0 7 6 4 9 .   [ 2 5 ]   M .   V i d h y a l a k s h mi   a n d   S .   P a d ma p r i y a ,   “ H i g h   t h r o u g h p u t   a n d   l e ss  e r r o r   a p p r o x i m a t e   c o mp r e s so r   d e si g n   f o r   p a r t i a l   p r o d u c t   r e d u c t i o n   i n   mu l t i p l i e r s,”   i n   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S m a r t   S y st e m s  f o r  E l e c t r i c a l ,   El e c t ro n i c s,  C o m m u n i c a t i o n   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   I C S S EEC   2 0 2 4   -   Pr o c e e d i n g s ,   2 0 2 4 ,   p p .   1 9 – 2 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S S EEC C 6 1 1 2 6 . 2 0 2 4 . 1 0 6 4 9 4 7 4 .   [ 2 6 ]   G .   H a r i ssh ,   R .   M a t h u mi t h a ,   R .   S .   D h a r i n i ,   P .   A .   V a l l i ,   a n d   N .   M o h a n ,   “ Lo w   p o w e r ,   h i g h   a c c u r a c y   a p p r o x i m a t e   m u l t i p l i e r   f o r   e r r o r - r e si l i e n t   i ma g e   p r o c e ssi n g   a p p l i c a t i o n , ”   i n   8 t h   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   D i s t ri b u t e d   C o m p u t i n g ,   VL S I ,   El e c t r i c a l   C i rc u i t s  a n d   R o b o t i c s ,   D I S C O VE R  2 0 2 4   -   Pr o c e e d i n g s ,   2 0 2 4 ,   p p .   1 5 9 – 1 6 3 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D I S C O V ER 6 2 3 5 3 . 2 0 2 4 . 1 0 7 5 0 6 9 3 .   [ 2 7 ]   U .   A n i l   K u mar,   S .   K .   C h a t t e r j e e ,   a n d   S .   E.   A h me d ,   “ Lo w - p o w e r   c o m p r e ss o r - b a s e d   a p p r o x i ma t e   m u l t i p l i e r s   w i t h   e r r o r   c o r r e c t i n g   mo d u l e , ”   I EE E  Em b e d d e d   S y s t e m s L e t t e rs ,   v o l .   1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   5 9 – 6 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LES. 2 0 2 1 . 3 1 1 3 0 0 5 .   [ 2 8 ]   B .   R a s h i d i ,   “ Ef f i c i e n t   a n d   l o w - c o st   a p p r o x i ma t e   mu l t i p l i e r s  f o r   i ma g e   p r o c e ssi n g   a p p l i c a t i o n s,”   I n t e g ra t i o n ,   v o l .   9 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . v l si . 2 0 2 3 . 1 0 2 0 8 4 .   [ 2 9 ]   A .   M .   D a l l o o ,   A .   J.  H u ma i d i ,   A .   K .   A l   M h d a w i ,   a n d   H .   A l - R a w e s h i d y ,   “ A p p r o x i ma t e   c o m p u t i n g :   c o n c e p t s ,   a r c h i t e c t u r e s,   c h a l l e n g e s,  a p p l i c a t i o n s,   a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n s, ”   I EE E  A c c e ss ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 6 7 3 7 5 .   [ 3 0 ]   E.   J .   R a o   a n d   P .   S a m u n d i sw a r y ,   “ H i g h - s p e e d   a n d   l o w - p o w e r   r e c u r s i v e   r o u n d i n g   b a s e d   a p p r o x i m a t e   m u l t i p l i e r s  f o r   e r r o r - r e s i l i e n c e   a p p l i c a t i o n s , ”   W i r e l e s s   P e rs o n a l   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 3 6 ,   n o .   2 ,   p p .   7 7 3 – 7 9 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 2 7 7 - 024 - 11283 - 0.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ra ji  Ch a n d r a se k h a r a n           re c e iv e d   th e   B . Tec h .   d e g re e   in   El e c tri c a l  &   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   fro m   M a h a th m a   G a n d h i  Un i v e rsity ,   In d ia,  i n   1 9 9 9   a n d   t h e   M . Tec h .   d e g re e   i n   VLS I  De sig n   a n d   Emb e d d e d   S y ste m s  fr o m   Visw e sv a ra y a   Tec h n o lo g ica l  U n iv e rsit y ,   Ka rn a tak a ,   In d ia  in   2 0 0 9 .   C u rre n t ly ,   s h e   is  p u rsu i n g   h e r  re se a rc h   a n d   is   wo rk in g   a s  a n   a ss istan t   p ro fe ss o r  a t   t h e   S c h o o l  o f  El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g ,   REVA  U n iv e rsit y .   He r  re se a rc h   in tere sts  a re   d ig i tal   a n d   a n a l o g   VLS I   a n d   a rt ifi c ial  n e u ra l  n e two r k s.  S h e   e n jo y s   tea c h in g   c ircu i t  t h e o ry   a n d   m icro e lec tro n ics .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  ra ji . c @re v a . e d u . i n .         S a r a p p a d i  Na r a sim h a   Pra sa d           h a s   c o m p lete d   h is   Ba c h e lo r   o f   En g i n e e rin g   fr o m   M a n g a lo re   U n iv e rsit y   i n   1 9 9 5 ,   m a ste r’s   fro m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o lo g ica l  Un i v e rsity   in   2 0 0 5   a n d   P h . D .   fro m   Ja in   Un i v e rsity   i n   2 0 1 6 .   Dr S .   N.  P ra sa d   h a s 2 5   y e a rs o f  a c a d e m ic an d   re se a r c h   e x p e rien c e   in   tec h n ica l  e d u c a ti o n .   In   h is  c a re e r,   h e   h a s  ta k e n   se v e ra l  a d m in istrativ e   a n d   a c a d e m ic  a ss ig n m e n ts  a t  u n iv e r sity   le v e l  su c h   a s  p ro fe ss o r - e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g ,   s p e c ial  o ffice r  (e v a lu a ti o n ) ,   a ss istan t  re g istrar  (e v a lu a ti o n ) ,   a ss istan t  d irec to r - e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g i n e e rin g .   He   is   g u id i n g   7   re se a rc h   sc h o lars   a t   p re se n t,   o u t  o f  wh ich   2   sc h o lars   h a v e   a lrea d y   c o m p lete d .   He   h a s  m o re   th a n   7 0   p u b l ica ti o n s  i n   v a rio u s   in d e x e d   j o u r n a ls  a n d   i n tern a t io n a l   c o n fe re n c e s .   He   h a s  c h a ired   m a n y   I n tern a ti o n a l   Co n fe re n c e s  a n d   p lay e d   a   p a rt   i n   o rg a n izi n g   a n   in ter n a ti o n a l  c o n fe re n c e   in   2 0 1 4   a n d   2 0 1 8 .   He   is  a   m e m b e r  o f  I ET E,   IEE E   a n d   IS TE   c h a p ters .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   sn . p ra sa d @m a n ip a l. e d u .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.