三值FPRM邏輯電路面積最佳極性搜索.pdf

1、近年來，超大規(guī)模集成電路隨著集成度的增加，芯片上晶體管數(shù)的集成數(shù)量越來越多，使得芯片面積成為集成電路發(fā)展不可忽視的問題。多值邏輯電路的出現(xiàn)為解決集成電路芯片面積和互連線增多等問題提供了有效的解決途徑。三值邏輯電路是多值邏輯電路中基數(shù)最小的一種，易于實(shí)現(xiàn)，具有多值邏輯電路的代表性。事實(shí)上以模代數(shù)為基礎(chǔ)的Reed-Muller(RM)邏輯不僅可以表示任意三值邏輯函數(shù)，而且與傳統(tǒng)以格代數(shù)積之和形式表示的電路相比，在面積、功耗等方面體現(xiàn)出巨大優(yōu)

2、勢(shì)。固定極性 RM(FPRM, Fixed-Polarity Reed-Muller)表達(dá)式是一種常用的RM邏輯規(guī)范表達(dá)式，在不同極性下具有不同的繁簡(jiǎn)形式，因而決定了它所映射的電路面積的不同。同時(shí)，智能算法在解決復(fù)雜度計(jì)算以及組合優(yōu)化問題上，具有一定的優(yōu)勢(shì)。鑒此，本文在研究三值 RM邏輯相關(guān)內(nèi)容和智能算法的基礎(chǔ)上對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了研究：
　　1.基于極性搜索的智能算法及改進(jìn)：研究遺傳算法和極性轉(zhuǎn)換策略，確定合適三值 FPRM邏輯電路

3、優(yōu)化編碼方案和適應(yīng)度，結(jié)合選擇、交叉和變異算子，并研究改進(jìn)的遺傳算法，使求解問題的收斂性更強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)三值 FPRM邏輯電路面積最佳極性搜索；
　　2.三值 FPRM極性轉(zhuǎn)換：研究三值 FPRM邏輯函數(shù)展開式以及模代數(shù)的特點(diǎn)，運(yùn)用多值列表技術(shù)，實(shí)現(xiàn)三值格代數(shù)積之和展開式到某極性三值 FPRM邏輯展開式不同邏輯的系數(shù)轉(zhuǎn)換以及實(shí)現(xiàn)不同極性間三值 FPRM邏輯展開式的同一邏輯系數(shù)轉(zhuǎn)換；
　　3.基于窮盡算法的三值 FPRM邏輯電路面積

4、最佳極性搜索：根據(jù)格雷碼遍歷順序和極性轉(zhuǎn)換策略，結(jié)合三值 FPRM電路面積估計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)三值 FPRM邏輯電路面積最佳極性搜索；
　　4.基于智能算法的三值 FPRM邏輯電路面積最佳極性搜索：根據(jù)極性轉(zhuǎn)換策略，結(jié)合三值 FPRM電路面積估計(jì)模型，運(yùn)用遺傳算法以及改進(jìn)的算法實(shí)現(xiàn)三值 FPRM邏輯電路面積最佳極性搜索；
　　文中所提算法以優(yōu)化三值 FPRM電路面積為出發(fā)點(diǎn)，均用C語言編程，通過對(duì) MCNC Benchmark基準(zhǔn)