本發明專利技術公開了一種二值FPRM電路面積最佳極性搜索方法，首先建立二值FPRM電路的面積估計模型，然后建立二值FPRM電路和人口遷移算法對應關系，再根據二值FPRM電路的面積估計模型得到人口遷移算法中用于計算人口所在地點的吸引力的吸引力函數，然后設置人口遷移算法與二值FPRM電路面積優化的對應關系，人口遷移算法相關參數后采用人口遷移算法計算得到吸引力最大地點和最大吸引力，其中吸引力最大地點即為二值FPRM電路的面積最佳極性，最大吸引力即為二值FPRM電路的最小面積，由此通過人口遷移算法得到二值FPRM電路面積優化結果；優點是可以快速搜索到面積最佳極性，面積優化效果明顯。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種二值FPRM電路面積優化方法，尤其是涉及一種二值FPRM電路面 積最佳極性搜索方法。
技術介紹
任意邏輯函數均可以用布爾邏輯和Reed-Muller(RM)邏輯來表示，與傳統的布爾 邏輯相比，基于RM邏輯的通信電路、奇偶校驗電路、運算電路等具有更緊湊的結構和更好 的可測性。RM邏輯通常采用固定極性（Fixed-polarity Reed-Muller, FPRM)和混合極性 (Mixed-polarity Reed-Muller, MPRM)兩種表達方式，RM邏輯的兩種表達方式都可以用 X0R/AND和XN0R/0R這兩種展開式表示。二值FPRM電路可以采用η變量FPRM邏輯函數 表示，該η變量FPRM邏輯函數中有2 η個固定極性，對應2 "個不同的FPRM表達式，其表達 式的簡單與復雜程度由極性決定。因此，極性對FPRM電路的功耗、面積等性能指標產生很 大的影響。對較小規模的電路進行優化時，可以使用窮舉法遍歷每個極性；對較大規模電 路進行優化時，由于極性與變量存在指數關系使得搜索空間急劇增加，窮舉法很難在有限 的時間內得到優化結果。因此，需要尋求一種高效智能算法提高搜索效率，以便盡快得到 FPRM電路的最優或近最優極性，實現二值FPRM電路面積或者功耗的優化。人口迀移算法 (Population Migration Algorithm，ΡΜΑ)是我國學者周永華等根據人口迀移規律提出的 一種新的全局優化搜索算法，其主要模擬了人口隨著經濟重心發生轉移和隨著壓力增加而 擴散的機制。人口迀移算法是一種概率搜索算法，實現全局并行搜索，并在搜索過程中不斷 地向可能包含最優解的空間轉移，尋找最優或近最優解。人口迀移算法原理簡單易操作，與 整體退火遺傳算法相比，部分函數的優化效果明顯提高，且收斂性和全局尋優能力較強。 鑒此，提供一種二值FPRM電路面積最佳極性搜索方法來優化二值FPRM電路面積 具有重要意義。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提一種二值FPRM電路面積最佳極性搜索方法，該 最佳極性搜索方法搜索效率高，可以快速的搜索到二值FPRM電路的面積最佳極性，面積優 化效果明顯。 本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種二值FPRM電路面積最佳極 性搜索方法，包括以下步驟： ①建立二值FPRM電路面積估計模型： ①-1采用快速列表技術得到p極性下的二值FPRM電路的XN0R/0R展開式： 其中，p為極性；X1, X2, X3,…，xn表示XN0R/0R展開式的η個輸入變量；極性p用二 進制形式表示為Pn Pn 2···Ρ。，P_jE {0, 1}，j = 0, 1，2, ···，η-1 ;ΘΠ 表示同或運算符；M ;表 示或項為或項系數，d i表示或項M i是否在XNOR/OR展開式中出現，且d i e {〇, 1}，當d i =0時，表示或項％在XNOR/OR展開式中出現，當d 1時，表示或項M i不在XNOR/OR展 開式中出現；下標i用二進制形式表示為Li2…in，i = 0, 1，2,…，2n-l ; ①-2p極性下的二值FPRM電路的XN0R/0R展開式包括多輸入或項和多輸入同或 項，多輸入或項也稱為多輸入OR門，多輸入同或項也稱為多輸入XNOR門，即p極性下的二 值FPRM電路的XN0R/0R展開式由多輸入OR門和多輸入XNOR門這兩個多輸入門組成；將p 極性下二值FPRM電路的XN0R/0R展開式中包含的兩個多輸入門分別分解為二輸入門，得到 二輸入OR門和二輸入XNOR門，具體分解過程為： 把多輸入門的第一個輸入變量和第二個輸入變量作為第一個二輸入門的輸入變 量，得到第一個二輸入門的輸出變量；把第一個二輸入門的輸出變量和多輸入門的第三個 輸入變量作為第二個二輸入門的輸入變量，得到第二個二輸入運算的輸出變量；把第二個 二輸入門的輸出變量和多輸入門的第四個輸入變量作為第三個二輸入門的輸入變量，得到 第三個二輸入運算的輸出變量；依此類推，直到所有的多輸入門的輸入變量作為二輸入運 算的輸入變量。 將p極性下的二值FPRM電路的XN0R/0R展開式中的多輸入OR門分解后得到多個 二輸入OR門，將P極性下二輸入OR門的數量記為No. _of_0Rp;將p極性下的二值FPRM電 路的XN0R/0R展開式中的多輸入XNOR門分解后得到多個二輸入XNOR門，將p極性下二輸 入XNOR門的數量記為No. _of_XN0Rp; p極性下的二輸入OR門和二輸入XNOR門的數量分別按式（2)、式（3)計算： (2) (3) 其中，Σ為累加符號，瓦為Cl1的互補變量，LSik的互補變量，k= 1，2, 3···，η; ① -3將S = No. _of_0Rp+No. _of_XN0Rp作為ρ極性下的二值FPRM電路面積估計 模型，S表示p極性下的二值FPRM電路面積； ②建立二值FPRM電路和人口迀移算法對應關系： 人口迀移算法包含以下幾個關鍵要素：人口所在地點、人口所在地點的吸引力、吸 引力最大地點、最大吸引力、人口可移動地表空間、優惠區域、人口流動、人口迀移和人口擴 散；二值FPRM電路面積優化包含以下幾個關鍵要素：極性、相應極性的面積大小、最佳極 性、最小面積、可選擇的極性空間、最佳極性所在區間、極性向最佳極性所在區間跳變和跳 出局部最佳極性； 將人口所在地點映射到二值FPRM電路面積優化，表示為極性；將人口所在地點的 吸引力映射到二值FPRM電路面積優化，表示為相應極性的面積大小；將吸引力最大地點映 射到二值FPRM電路面積優化，表示為最佳極性；將最大吸引力映射到二值FPRM電路面積優 化，表示為最小面積；將人口可移動地表空間映射到二值FPRM電路面積優化，表示為可選 擇的極性空間；將優惠區域映射到二值FPRM電路面積優化，表示為最佳極性所在區間；將 人口流動映射到二值FPRM電路面積優化，表示為極性變換；將人口迀移映射到二值FPRM電 路面積優化，表示為極性向最佳極性所在區間跳變；將人口擴散映射到二值FPRM電路面積 優化，表示為跳出局部最佳極性； ③設定人口迀移算法中用于計算人口所在地點的吸引力的吸引力函數： 根據二值FPRM電路面積估計模型，設定人口迀移算法計算人口所在地點的吸引 力的吸引力函數：在人口迀移算法中，吸引力越大表示人口所在地的經濟水平越高，但面積 最佳極性要求面積越小越好，因此，為了便于兩者結合，采用面積的倒數表示吸引力，得到 吸引力函數如下： attraction = (1/S) Xa= (I/(No. _of_0Rp+No. _of_XN0Rp)) X a (4) 其中，符號"/"表示除運算符號，attraction表示為吸引力大小，其值越大表示電 路面積優化效果越好；No. _of_0Rp表示p極性下二輸入OR門的數量；No. _of_XN0R p表示p 極性下二輸入XNOR門的數量；α為放大系數，取值為大于等于1000的自然數； ④設置人口迀移算法相關參數： 人口迀移算法需設置5個參數：人口規模s、人口流動次數1、人口壓力參數q、收 縮系數c和人口擴散次數z ;令人口規模s = 25、人口流動次數1 = 10、人口壓力參數q = 1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種二值FPRM電路面積最佳極性搜索方法，其特征在于包括以下步驟：①建立二值FPRM電路面積估計模型：①?1采用快速列表技術得到p極性下的二值FPRM電路的XNOR/OR展開式：其中，p為極性；x1,x2,x3,…,xn表示XNOR/OR展開式的n個輸入變量；極性p用二進制形式表示為pn?1pn?2…p0，pj∈{0,1}，j=0,1,2,…,n?1；⊙∏表示同或運算符；Mi表示或項；di為或項系數，di表示或項Mi是否在XNOR/OR展開式中出現，且di∈{0,1}，當di=0時，表示或項Mi在XNOR/OR展開式中出現，當di=1時，表示或項Mi不在XNOR/OR展開式中出現；下標i用二進制形式表示為i1i2…in，i=0,1,2,…,2n?1；①?2p極性下的二值FPRM電路的XNOR/OR展開式包括多輸入或項和多輸入同或項，多輸入或項也稱為多輸入OR門，多輸入同或項也稱為多輸入XNOR門，即p極性下的二值FPRM電路的XNOR/OR展開式由多輸入OR門和多輸入XNOR門這兩個多輸入門組成；將p極性下二值FPRM電路的XNOR/OR展開式中包含的兩個多輸入門分別分解為二輸入門，得到二輸入OR門和二輸入XNOR門，具體分解過程為：把多輸入門的第一個輸入變量和第二個輸入變量作為第一個二輸入門的輸入變量，得到第一個二輸入門的輸出變量；把第一個二輸入門的輸出變量和多輸入門的第三個輸入變量作為第二個二輸入門的輸入變量，得到第二個二輸入運算的輸出變量；把第二個二輸入門的輸出變量和多輸入門的第四個輸入變量作為第三個二輸入門的輸入變量，得到第三個二輸入運算的輸出變量；依此類推，直到所有的多輸入門的輸入變量作為二輸入運算的輸入變量。將p極性下的二值FPRM電路的XNOR/OR展開式中的多輸入OR門分解后得到多個二輸入OR門，將p極性下二輸入OR門的數量記為No._of_ORp；將p極性下的二值FPRM電路的XNOR/OR展開式中的多輸入XNOR門分解后得到多個二輸入XNOR門，將p極性下二輸入XNOR門的數量記為No._of_XNORp；p極性下的二輸入OR門和二輸入XNOR門的數量分別按式(2)、式(3)計算：No._of_ORp=Σi=02n-1(d‾i·(Σk=1ni‾k-1))---(2)]]>No._of_XNORp=Σi=02n-1d‾i-1---(3)]]>其中，∑為累加符號，為di的互補變量，為ik的互補變量，k=1,2,3…,n；①?3將S=No._of_ORp+No._of_XNORp作為p極性下的二值FPRM電路面積估計模型，S表示p極性下的二值FPRM電路面積；②建立二值FPRM電路和人口遷移算法對應關系：人口遷移算法包含以下幾個關鍵要素：人口所在地點、人口所在地點的吸引力、吸引力最大地點、最大吸引力、人口可移動地表空間、優惠區域、人口流動、人口遷移和人口擴散；二值FPRM電路面積優化包含以下幾個關鍵要素：極性、相應極性的面積大小、最佳極性、最小面積、可選擇的極性空間、最佳極性所在區間、極性向最佳極性所在區間跳變和跳出局部最佳極性；將人口所在地點映射到二值FPRM電路面積優化，表示為極性；將人口所在地點的吸引力映射到二值FPRM電路面積優化，表示為相應極性的面積大小；將吸引力最大地點映射到二值FPRM電路面積優化，表示為最佳極性；將最大吸引力映射到二值FPRM電路面積優化，表示為最小面積；將人口可移動地表空間映射到二值FPRM電路面積優化，表示為可選擇的極性空間；將優惠區域映射到二值FPRM電路面積優化，表示為最佳極性所在區間；將人口流動映射到二值FPRM電路面積優化，表示為極性變換；將人口遷移映射到二值FPRM電路面積優化，表示為極性向最佳極性所在區間跳變；將人口擴散映射到二值FPRM電路面積優化，表示為跳出局部最佳極性；③設定人口遷移算法中用于計算人口所在地點的吸引力的吸引力函數：根據二值FPRM電路面積估計模型，設定人口遷移算法計算人口所在地點的吸引力的吸引力函數：在人口遷移算法中，吸引力越大表示人口所在地的經濟水平越高，但面積最佳極性要求面積越小越好，因此，為了便于兩者結合，采用面積的倒數表示吸引力，得到吸引力函數如下：attraction=(1/S)×α=(1/(No._of_ORp+No._of_XNORp))×α???????(4)其中，符號“/”表示除運算符號，attraction表示為吸引力大小，其值越大表示電路面積優化效果越好；No._of_ORp表示p極性下二輸入OR門的數量；No._of_XNORp表示p極性下二輸入XNOR門的數量；α為放大系數，取值為大于等于1000的自然數；④設置人口...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：厲康平，汪鵬君，張會紅，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。