低功耗数字电路设计是大规模数字电路系统中研究的重要方向。由于无线传感网和智能移动设备的不断发展,针对其算法日益增多,随之带来的是其计算复杂度的不断攀升。尤其在散热成本以及电池容量受限制的今天,研究高效率、低功耗的硬件专用计算电路成为当前重要课题。通过近似计算降低功耗和电路面积是近年来学术界提出的一种新的电路设计思想,其允许硬件实现时舍弃原有精确型运算规则,设计出轻量型电路运算结构,从而达到降低运算面积和功耗的目的。乘、除法器是最常用的基本运算电路,几乎所有的算法都离不开乘、除法运算。但是传统乘、除法器结构已不能满足当前高效率计算对资源和能耗的要求。因此,本文针对该问题结合近似算法思想独立完成对传统型乘法器的轻量型改进,同时提出了基于SRT算法的轻量型运算电路设计。第一,由于乘法器和除法器通常采用加法移位结构来实现,所以本文通过研究当前存在的加法运算结构,实现了一种轻量型加法运算结构,提高了加法运算速度。第二,在分析传统乘法运算结构基础上,对传统采用的4-2压缩器结构进行轻量化改进,减少了部分积相加所耗时间,降低了资源消耗。第三,通过分析传统SRT除法运算规则,结合进位保留加法器延时小的特点,根据逐渐截断进位链的思想,提出了一种轻量型除法运算结构。该种轻量型除法器设计结构能够最大限度的节省资源消耗,提高电路运算速度。第四,为验证轻量型运算效果,本文设计了基于轻量化运算单元的直方图均衡图像增强系统,并与精确型运算结果对比。结果表明轻量型运算单元有效的改善了系统的速度、面积、频率、功耗等性能。