基于智能算法的三值FPRM電路面積與功耗最佳極性搜索.pdf

1、隨著集成電路規(guī)模和集成度不斷發(fā)展，數(shù)字電路必定會遭遇功耗、面積與速度等問題。傳統(tǒng)數(shù)字電路一般采用二值邏輯，但是二值邏輯只有0和1兩種信號，其所含的信息量較低，嚴重制約了集成電路的發(fā)展。多值邏輯電路不僅僅使用0和1兩種信號，還使用了2、3等信號，極大的增加了每條線的信息含量，能有效節(jié)省電路面積以及提高運行速度，降低數(shù)字系統(tǒng)的連線，節(jié)省成本。三值邏輯在多值邏輯代數(shù)系統(tǒng)中基數(shù)最小，容易實現(xiàn)，具有代表性。
　　任意的三值邏輯函數(shù)既可以用布

2、爾邏輯表示，也可以用Reed-Muller(RM)邏輯表示。與傳統(tǒng)的布爾邏輯電路相比，用RM邏輯表示的電路其功耗更低，面積更小，速度更快。此外，用RM邏輯表示的電路可測性更強，電路結(jié)構(gòu)更加緊湊。固定極性(Fixed-polarity Reed-Muller,FPRM)是 RM邏輯常用表達方式。
　　在三值FPRM邏輯函數(shù)中，假設存在n個變量，則有3n個固定極性，每個固定極性對應一個三值FPRM表達式。三值FPRM表達式的簡單與復雜

3、程度由極性決定，由此可見極性對三值FPRM電路的功耗、面積等性能產(chǎn)生很大的影響。因此，本文首先建立三值FPRM電路的面積和功耗估計模型，然后利用智能搜索算法搜索最佳極性，從而達到面積和功耗優(yōu)化的目的，研究內(nèi)容主要分為以下幾個方面：
　　1.基于人口遷移算法的二值FPRM電路面積最佳極性搜索：研究二值FPRM電路邏輯函數(shù)展開式，建立二值FPRM電路面積估計模型，結(jié)合二值FPRM電路極性轉(zhuǎn)換技術(shù)，提出一種二值FPRM電路面積優(yōu)化方案。

4、
　　2.基于窮舉法的三值FPRM電路功耗最佳極性搜索：研究三值FPRM電路邏輯函數(shù)展開式，建立三值FPRM電路功耗估計模型，結(jié)合極性轉(zhuǎn)換技術(shù)，提出一種中小規(guī)模三值FPRM電路功耗優(yōu)化方案。
　　3.基于模擬退火遺傳算法的三值FPRM電路功耗最佳極性搜索：研究模擬退火遺傳算法，建立模擬退火遺傳算法到三值FPRM功耗優(yōu)化的映射，根據(jù)三值FPRM電路功耗估計模型設計適應度函數(shù)，提出一種大規(guī)模三值FPRM電路功耗優(yōu)化方案。

5、　　4.基于人口遷移算法的三值FPRM電路面積最佳極性搜索：研究人口遷移算法，建立人口遷移算法到三值FPRM面積優(yōu)化的映射，根據(jù)三值FPRM電路面積估計模型設計吸引力函數(shù)，提出一種三值FPRM電路面積優(yōu)化方案。
　　5.基于人口遷移遺傳算法的三值FPRM電路面積和功耗最佳極性搜索：研究人口遷移算法，并結(jié)合遺傳算法加以改進，提出人口遷移遺傳算法，同時利用人口遷移遺傳算法設計一種三值FPRM電路面積和功耗綜合優(yōu)化方案。
　　本文