【技術實現步驟摘要】
一種三值FPRM電路面積與功耗最佳極性搜索方法
本專利技術涉及一種三值FPRM電路最佳極性搜索方法，尤其是涉及一種三值FPRM電路面積與功耗最佳極性搜索方法。
技術介紹
多值邏輯電路單線攜帶信息能力強，能有效提高空間或時間的利用率，減少數字系統的連線，節省電路面積與成本。任意三值邏輯函數均可以用布爾邏輯和Reed-Muller(RM)邏輯來表示。與傳統的布爾邏輯電路相比，基于RM邏輯的電路具有以下三個方面的優勢：首先，在某些功能電路(算通信電路、奇偶校驗電路、運算電路等)中，用RM邏輯表示的電路在功耗、面積和速度等方面體現出了巨大的優勢；其次，用RM邏輯表示的電路可測性強；最后，用RM邏輯表示的電路結構更加緊湊。固定極性(Fixed-polarityReed-Muller,FPRM)是RM邏輯常用表達方式。在三值FPRM邏輯函數中，n變量函數有3n個固定極性，對應3n個不同的三值FPRM表達式，其表達式的簡單與復雜程度由極性決定。由此可知，極性對三值FPRM電路的功耗、面積等性能產生很大的影響。三值FPRM電路的功耗和面積屬于兩個獨立的性能指標，其功耗較小時面積不一定較小，面積較小時功耗也不一定較小。目前，三值FPRM電路的面積優化方法主要是通過找到最佳極性來實現面積優化。對較小規模的三值FPRM電路進行面積優化時，通常使用窮舉法遍歷表示該三值FPRM電路的RM邏輯函數的每個極性來搜索最佳極性；對較大規模三值FPRM電路的面積進行優化時，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，目前最新的研究是采用整體退火遺傳算...
【技術保護點】
一種三值FPRM電路面積與功耗最佳極性搜索方法，其特征在于包括以下步驟：①構建人口遷移遺傳算法，人口遷移遺傳算法通過將遺傳算法融合到人口遷移算法中得到：在人口遷移算法中發生人口流動時加入遺傳算法的交叉操作和變異操作，在人口遷移算法中發生人口遷移時加入遺傳算法的交叉操作和變異操作；由此實現遺傳算法和人口遷移算法的融合；②建立三值FPRM電路的面積估計模型和功耗估計模型：②?1將三值FPRM電路用三值FPRM邏輯函數的表達式表示為：fp(xn-1,xn-2,...,x0)=⊕Σi=03n-1ai*Πj=0n-1x·jij---(1)]]>其中，n為函數fp(xn?1,xn?2,…,x0)的變量數，xn?1,xn?2,…,x0表示函數fp(xn?1,xn?2,…,x0)的n個輸入變量，p表示函數fp(xn?1,xn?2,…,x0)的極性，極性p用三進制形式表示為pn?1pn?2…p0，pj∈{0,1,2}，j＝0,1,2,…,n?1，⊕表示模3加運算，∑為累加符號，符號“*”表示乘號，下標i＝0,1,2,…,3n?1，i用三進制形式...
【技術特征摘要】
1.一種三值FPRM電路面積與功耗最佳極性搜索方法，其特征在于包括以下步驟：①構建人口遷移遺傳算法，人口遷移遺傳算法通過將遺傳算法融合到人口遷移算法中得到：在人口遷移算法中發生人口流動時加入遺傳算法的交叉操作和變異操作，在人口遷移算法中發生人口遷移時加入遺傳算法的交叉操作和變異操作；由此實現遺傳算法和人口遷移算法的融合；②建立三值FPRM電路的面積估計模型和功耗估計模型：②-1將三值FPRM電路用三值FPRM邏輯函數的表達式表示為：其中，n為函數fp(xn-1,xn-2,…,x0)的變量數，xn-1,xn-2,…,x0表示函數fp(xn-1,xn-2,…,x0)的n個輸入變量，p表示函數fp(xn-1,xn-2,…,x0)的極性，極性p用三進制形式表示為pn-1pn-2…p0，pj∈{0,1,2}，j＝0,1,2,…,n-1，表示模3加運算，∑為累加符號，符號“*”表示乘號，下標i＝0,1,2,…,3n-1，i用三進制形式表示為in-1in-2…i0，ai為FPRM展開式系數，ai∈{0,1,2}；∏表示模3乘運算，的展開式為：其中ij∈{0,1,2},極性p和下標i決定變量的表示形式；②-2p極性下的三值FPRM邏輯函數包含兩類多輸入運算，兩類多輸入運算分別為多輸入模3加運算和多輸入模3乘運算，根據三值FPRM邏輯函數展開式將三值FPRM邏輯函數分解為多個多輸入模3加運算和多個多輸入模3乘運算，然后將每個多輸入運算分別分解為二輸入運算，得到二輸入模3加運算和二輸入模3乘運算，具體分解過程為：將多輸入運算的第1個輸入變量和第2個輸入變量作為第一個二輸入運算的兩個輸入變量，得到第一個二輸入運算的輸出變量；將第一個二輸入運算的輸出變量和多輸入運算的第3個輸入變量作為第二個二輸入運算的兩個輸入變量，得到第二個二輸入運算的輸出變量；將第二個二輸入運算的輸出變量和多輸入運算的第4個輸入變量作為第三個二輸入運算的兩個輸入變量，得到第三個二輸入運算的輸出變量；依此類推，直到所有的多輸入運算的輸入變量作為二輸入運算的輸入變量，完成多輸入運算的分解；將p極性下的三值FPRM邏輯函數分解后得到多個多輸入模3加運算和多個多輸入模3乘運算，多輸入模3加運算也稱為多輸入模3加門，多輸入模3乘運算也稱為多輸入模3乘門，將p極性下三值FPRM邏輯函數分解后的多輸入模3加門的數量記為N,將p極性下三值FPRM邏輯函數分解后的多輸入模3乘門的數量記為W；將每個多輸入模3加運算分解后得到多個二輸入模3加運算，將每個多輸入模3乘運算分解后得到多個二輸入模3乘運算，二輸入模3加運算也稱為二輸入模3加門，二輸入模3乘運算也稱為二輸入模3乘門；將第u個多輸入模3加門分解后的二輸入模3加門的數量記為Nu,u＝1,2,…,N；將第o個多輸入模3乘門分解后的二輸入模3乘門的數量記為Wo，o＝1,2,…,W；②-3將作為三值FPRM電路的面積估計模型，S表示面積；表示p極性下三值FPRM邏輯函數中所有的多輸入模3加門分解后得到的二輸入模3加門的總數量；表示為p極性下三值FPRM邏輯函數中所有的多輸入模3乘門分解后得到的二輸入模3乘門的總數量；②-4將p極性下的三值FPRM邏輯函數分解后得到的所有二輸入模3加門和二輸入模3乘門引起的功耗作為p極性下的三值FPRM電路的功耗，二輸入模3加門引起的功耗采用其開關活動性表示，二輸入模3乘門引起的功耗采用其開關活動性表示，門電路的開關活動性用其輸出端的輸出變量概率表示，二輸入模3加門引起的功耗采用其輸出端的輸出變量概率表示，二輸入模3乘門引起的功耗采用其輸出端的輸出變量概率表示；②-5根據公式(2)、(3)和(4)計算第u個多輸入模3加門分解后的第k個二輸入模3加門的輸出變量概率；k＝1,2,…,Nu；P1(k)u＝Pky11*Pky20+Pky10*Pky21+Pky12*Pky22(2)P2(k)u＝Pky12*Pky20+Pky11*Pky21+Pky10*Pky22(3)P0(k)u＝1-P1(k)u-P2(k)u(4)根據公式(5)、(6)和(7)計算第o個多輸入模3乘門分解后的第g個二輸入模3乘門的輸出變量概率，g＝1,2,…,Wo：Q1(g)o＝Qgr11*Qgr21+Qgr12*Qgr22(5)Q2(g)o＝Qgr11*Qgr22+Qgr12*Qgr21(6)Q0(g)o＝1-Q1(g)o-Q2(g)o(7)其中，P1(k)u表示第u個多輸入模3加門分解后的第k個二輸入模3加門輸出變量為1的概率，P2(k)u表示第u個多輸入模3加門分解后的第k個二輸入模3加門輸出變量為2的概率，P0(k)u表示第u個多輸入模3加門分解后的第k個二輸入模3加門輸出變量為0的概率，y1和y2表示二輸入模3加門的兩個輸入變量，m∈{0,1,2}，當k＝1時，Pky1m為多輸入模3加運算的第1個輸入變量為m的概率，Pky2m為多輸入模3加運算的第2個輸入變量為m的概率，當k>1時，Pky1m為第k-1個二輸入模3加門輸出變量為m的概率，Pky2m為多輸入模3加門的第k+1個輸入變量為m的概率；Q1(g)o表示第o個多輸入模3乘門分解后的第g個二輸入模3乘門輸出變量為1的概率，Q2(g)o表示第o個多輸入模3乘門分解后的第g個二輸入模3乘門輸出變量為2的概率，Q0(g)o表示第o個多輸入模3乘門分解后的第g個二輸入模3乘門輸出變量為0的概率，r1和r2表示二輸入模3乘門的兩個輸入變量；當g＝1時，Qgr1m為多輸入模3乘運算的第1個輸入變量為m的概率，Qgr2m為多輸入模3乘運算的第2個輸入變量為m的概率，當g>1時，Qgr1m為第g-1個二輸入模3乘門輸出變量為m的概率，Qgr2m為多輸入模3乘門的第g+1個輸入變量為m的概率；輸入變量xj為1和2的概率是由隨即函數產生的概率對(P1,P2)，P0＝1-P1-P2；P0，P1和P2分別為0到1之間某個值，P0表示輸入變量為0的概率，P1表示輸入變量為1的概率，P2表示輸入變量為2的概率；②-6根據二輸入模3加門的輸出變量概率和二輸入模3乘門的輸出變量概率計算三值FPRM電路的功耗，將三值FPRM電路的功耗估計模型表示為：其中，Eswd表示p極性下三值FPRM電路的功耗，N為p極性下三值FPRM邏輯函數分解后的多輸入模3加門的數量,W為p極性下三值FPRM邏輯函數分解后的多輸入模3乘門的數量；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，吸引力函數用下式表示為：attraction(t)＝α/(β/At+(1-β)/Bt)(9)其中，符號“/”表示除運算符號，attraction(t...
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪鵬君，厲康平，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。