三值FPRM逻辑电路面积最佳极性搜索

发布时间：2023-02-15 09:31

　　近年来，超大规模集成电路随着集成度的增加，芯片上晶体管数的集成数量越来越多，使得芯片面积成为集成电路发展不可忽视的问题。多值逻辑电路的出现为解决集成电路芯片面积和互连线增多等问题提供了有效的解决途径。三值逻辑电路是多值逻辑电路中基数最小的一种，易于实现，具有多值逻辑电路的代表性。事实上以模代数为基础的Reed-Muller(RM)逻辑不仅可以表示任意三值逻辑函数，而且与传统以格代数积之和形式表示的电路相比，在面积、功耗等方面体现出巨大优势。固定极性RM(FPRM, Fixed-Polarity Reed-Muller)表达式是一种常用的RM逻辑规范表达式，在不同极性下具有不同的繁简形式，因而决定了它所映射的电路面积的不同。同时，智能算法在解决复杂度计算以及组合优化问题上，具有一定的优势。鉴此，本文在研究三值RM逻辑相关内容和智能算法的基础上对以下内容进行了研究： 1.基于极性搜索的智能算法及改进：研究遗传算法和极性转换策略，确定合适三值FPRM逻辑电路优化编码方案和适应度，结合选择、交叉和变异算子，并研究改进的遗传算法，使求解问题的收敛性更强，实现三值FPRM逻辑电路面积最佳极性搜索；...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状及其发展趋势
    1.3 内容安排
2 逻辑综合与智能搜索算法
    2.1 逻辑综合
        2.1.1 行为级和寄存器传输级综合
        2.1.2 两级最小化
        2.1.3 多级逻辑最小化
        2.1.4 多值逻辑综合
    2.2 智能算法
        2.2.1 人工免疫算法
        2.2.2 遗传算法
        2.2.3 模拟退火算法
        2.2.4 蚁群算法
    2.3 本章小结
3 三值FPRM极性转换
    3.1 三值逻辑表达式及相关定义
        3.1.1 三值格代数积之和展开式
        3.1.2 三值模代数RM展开式
    3.2 最小项表达式到三值FPRM表达式的列表转换
    3.3 不同极性间三值FPRM表达式的列表转换
    3.4 本章小结
4 基于穷尽算法的三值FPRM逻辑电路面积最佳极性搜索
    4.1 面积估计模型及函数最小化
    4.2 极性转换
    4.3 最佳极性搜索算法
    4.4 实验结果及分析
    4.5 本章小结
5 基于遗传算法的三值FPRM逻辑电路面积最佳极性搜索
    5.1 极性转换
    5.2 基于遗传算法的三值FPRM电路面积最佳极性搜索
        5.2.1 编码设计
        5.2.2 适应度函数
        5.2.3 选择操作
        5.2.4 交叉操作
        5.2.5 变异操作
        5.2.6 算法描述
    5.3 实验结果及分析
    5.4 本章小结
6 基于整体退火遗传算法的三值FPRM逻辑电路面积最佳极性搜索
    6.1 整体退火遗传算法
    6.2 基于整体退火遗传算法的三值FPRM面积最佳极性搜索
        6.2.1 编码和适应度函数
        6.2.2 退火选择操作
        6.2.3 交叉和变异操作
        6.2.4 极性转换
        6.2.5 算法描述
    6.3 实验结果及分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3743258