基于FPGA的组合逻辑电路自动合成的硬件实现

发布时间：2021-09-25 03:33

　　组合逻辑电路的设计是数字电路设计中的重要研究方向之一。过去,大规模组合逻辑电路的设计被认为是只有经验丰富的专家才能胜任的“艺术工作”。在此背景下,关于组合逻辑电路自动合成方法的研究已经成为世界性的研究热点,并受到了越来越多的关注。该方法只用输入需要设计电路的真值表,就能运用算法自动合成出满足设计要求的组合逻辑电路。而可编程逻辑器件由于其内部结构和功能的可重配置优点,使得在硬件上实现组合逻辑电路的自动合成算法成为了可能。本文首先采用基于改进基因表达式的克隆选择算法（IGE-CSA）,用其作为组合逻辑电路自动合成的智能算法。接着,我们使用一种新的硬件描述语言——Handel-C语言为IGE-CSA算法进行模块化编程,从而构建了整个算法的框架并实现了该算法的全部细节。最后,我们通过实验,在基于Altera公司Cyclone II系列FPGA的硬件平台上,成功实现了组合逻辑电路的自动合成。本文根据FPGA的并行工作方式以及高速、高集成度的特点,采用Handel-C语言为IGE-CSA算法进行编程,最终在基于FPGA的硬件平台上,成功实现了组合逻辑电路的自动合成。实验结果表明,用基于FPGA的硬... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一个由四个基因通过加法函数连接而成的GEP染色体在GEP染色体中，它的每个基因使用一个固定长度的线性串做为其基因型

zx ，我们可以将其编码为如图2.2所示，其中函数Q是平方根函数，R为随机产生的常数。图2.2 表达式的编码将此编码按照从上到下，从左到右的顺序逐行建立表达式树，如图2.3所示。

第 8 页武汉科技大学 硕士学位论文图2.3 表达式树GEP 编码转换成表达式树的规则如下：首先，基因表达式的第一个字符作为表达式树的根节点，每个 c 目的函数节点与表达式树的下一层 c 个子节点进行连接；然后按照从左至右的顺序，每个子节点被基因表达式的下一个字符进行填充。这个过程一直持续到在表达式树的最底一层中只有变量为止。2.2.2 IGE-CSA 编码从上面的介绍我们可以看出，尽管与传统的遗传编码相比，GEP编码显得更为简洁。然而，在处理较复杂问题时，GEP编码的长度仍然很长，从而就降低了搜索的效率。而且，GEP编码中的每个基因通常只能表示成一个表达式，因此该编码就不能被应用到多输出的问题中。为了克服GEP编码的这两个缺点


本文编号：3409005