近似计算是利用多媒体处理、模式识别、机器学习和数据挖掘等应用中对误差的可容错性,设计高能效数字系统的一种新兴技术。通过放松传统精确计算的要求,近似计算显示出巨大的能效和性能改进的潜力。乘法运算是一种基本运算,在许多数字信号处理系统中得到了广泛的应用,因此乘法器的设计效率往往会对整个系统产生很大的影响。本文提出了一种新型的高基数近似的混合基数Booth编码方法和一种近似的4-2压缩器电路,详细阐述了设计原理和方法,基于这两种近似方法对多个近似计算的二进制乘法器的电路性能指标和计算精度指标进行了仿真、对比和分析。将所提出的基于近似计算的二进制乘法器用于图像对比度调整、离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)和有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)数字滤波器中进行了应用,以证明其实用性和适用性。本文提出的高基数近似的混合基数Booth编码方法具有准确的误差模型;高基数近似的混合基数Booth编码方法应用于运算位宽为12×12、16×16的乘法器时硬件性能指标提升效果非常明显。本文提出的近似4-2压缩器,具有无偏的误差特性,并明显降低了电路复杂度。采用近似4-2压缩器的近似乘法器具有精度指标优秀,误差可精确调节的特点,适用于对乘法器误差有较高要求的应用场景,并在较小的运算位宽下有着更好的折中效果。对将本文提出的高基数近似的混合基数Booth编码方法和近似4-2压缩器相结合的方法,实现了在仿真前就可以预估误差结果,并进一步细化精度调节范围的设计。基于前文提出的新型近似乘法器,搭建了三种不同位宽、不同应用的可容错系统,并进行了硬件性能和精度指标的仿真与分析。综上所述,本文提出近似方法具有明显的硬件性能指标优化,并且近似乘法器可以在可容错系统中广泛应用。