【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及電子設(shè)計自動化邏輯綜合領(lǐng)域，具體涉及一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
1、在加密和安全應(yīng)用中函數(shù)通常用?(xor-and-graph?xag)表示，電路的性能和質(zhì)量與and門數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，and門數(shù)量被稱為乘積復(fù)雜度。在加密安全應(yīng)用中減少乘法復(fù)雜度極其重要，而工藝無關(guān)的邏輯優(yōu)化是邏輯綜合中重要的一步。現(xiàn)有的邏輯優(yōu)化方法包括重寫( rewrite)、重替換( resubstitution)、重構(gòu)( refactor)以及精確綜合( exact? synthesis)。其中精確綜合 ?( exact?synthesis)是邏輯優(yōu)化技術(shù)中新型的布爾優(yōu)化方法，它通過對于給定的函數(shù)，找到一個節(jié)點(diǎn)數(shù)最少的邏輯網(wǎng)絡(luò)，利用切割的原理，從電路中分割小的子電路進(jìn)行優(yōu)化。
2、精確綜合作為邏輯綜合優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度的一種新的步驟，求解質(zhì)量是考量的重要因素。傳統(tǒng)的優(yōu)化方案將網(wǎng)絡(luò)中的單輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計算，這降低了網(wǎng)絡(luò)的乘法復(fù)雜度，但由于忽略了網(wǎng)絡(luò)中的多輸出節(jié)點(diǎn)，損失了一部分的優(yōu)化機(jī)會，因此得到的結(jié)果還有更大的優(yōu)化空間。同時，傳統(tǒng)的優(yōu)化方案往往只進(jìn)行局部等價的替換，放棄了因電路的無關(guān)項存在導(dǎo)致的局部不等價全局等價的情況，這同樣損失了一部分的優(yōu)化機(jī)會。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路b>
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，該優(yōu)化方法采用精確綜合結(jié)合窺孔優(yōu)化的方式，將精確綜合中僅僅局限于單輸出電路的匹配拓展到多輸出，可以降低邏輯網(wǎng)絡(luò)的乘法復(fù)雜度，同時該優(yōu)化方法有效利用電路中存在的無關(guān)項進(jìn)行優(yōu)化，允許優(yōu)化后的子電路與優(yōu)化前的子電路不等價，只需保證全局電路等價即可。
2、本專利技術(shù)優(yōu)化方法通過收集待優(yōu)化節(jié)點(diǎn)作為根門，以根門構(gòu)建子電路以及局部電路，將精確綜合中僅僅局限于單輸出電路的匹配拓展到多輸出，可以降低邏輯網(wǎng)絡(luò)的乘法復(fù)雜度，同時，本專利技術(shù)優(yōu)化方法有效利用電路中存在的無關(guān)項進(jìn)行優(yōu)化，量化布爾公式的電路編碼方式提供了這些選擇的可行性，提高了優(yōu)化搜索空間。本專利技術(shù)優(yōu)化方法不僅可以適用于密碼學(xué)和安全應(yīng)用的安全性提升，而且適用于邏輯綜合中富含異或的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。同時，本專利技術(shù)優(yōu)化方法可對于一個乘法復(fù)雜度已經(jīng)優(yōu)化良好的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，得到更好的求解結(jié)果。本專利技術(shù)為邏輯綜合乘法復(fù)雜度優(yōu)化提供了一種新的思路，豐富了密碼安全學(xué)領(lǐng)域乘法復(fù)雜度優(yōu)化的自動設(shè)計優(yōu)化方法，對于邏輯綜合的乘法復(fù)雜度優(yōu)化技術(shù)有著較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)踐意義。
3、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，包括以下步驟：
4、1）基于加密或安全應(yīng)用中的函數(shù)構(gòu)建待優(yōu)化的邏輯網(wǎng)絡(luò)，解析所述的邏輯網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，按照重收斂路徑查找所述的邏輯網(wǎng)絡(luò)中的待優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)，收集以待優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)為根門的子電路 m 1，計算子電路 m 1中and節(jié)點(diǎn)數(shù)量，在子電路 m 1中and節(jié)點(diǎn)數(shù)量等于零的情況下，判定子電路 m 1中and節(jié)點(diǎn)不是可優(yōu)化節(jié)點(diǎn)，重新查找所述的邏輯網(wǎng)絡(luò)中的待優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)；在子電路 m 1中and節(jié)點(diǎn)數(shù)量大于零的情況下，記錄子電路 m 1中and節(jié)點(diǎn)數(shù)量 n 1，并以子電路 m 1作為舊的子電路，即將子電路 m 1作為所述的邏輯網(wǎng)絡(luò)中的待優(yōu)化區(qū)域，進(jìn)入步驟2）；
5、2）在所述的邏輯網(wǎng)絡(luò)中收集所述的舊的子電路外的一個局部電路；
6、3）對所述的舊的子電路和所述的局部電路通過量化布爾公式寫出約束文件；再對所述的約束文件調(diào)用量化布爾公式求解器進(jìn)行求解，在一定的時間內(nèi)獲取到一個滿足約束的解，并將得到的解解析成新的子電路，計算所述的新的子電路中and節(jié)點(diǎn)數(shù)目 n 2；
7、4）對比所述的新的子電路中and節(jié)點(diǎn)數(shù)目 n 2和所述的舊的子電路中and節(jié)點(diǎn)數(shù)目 n 1，保留兩者中and節(jié)點(diǎn)數(shù)目更小的子電路，并將保留的子電路插入回所述的邏輯網(wǎng)絡(luò)中，得到優(yōu)化后的邏輯網(wǎng)絡(luò)，清除優(yōu)化后的邏輯網(wǎng)絡(luò)中的懸空節(jié)點(diǎn)，得到新的邏輯網(wǎng)絡(luò)；
8、5）迭代循環(huán)上述步驟1）~5）。
9、作為優(yōu)選，步驟2）的具體過程為：
10、2.1）收集所述的舊的子電路的后續(xù)輸出節(jié)點(diǎn)，收集的上限為層級 k 1，生成部分局部電路集合 n part；
11、2.2）收集所述的部分局部電路集合 n part的輸入節(jié)點(diǎn)，收集的上限為集合的輸入數(shù)目不超過 k 2，生成局部電路 n all。
12、作為優(yōu)選，步驟3）的具體過程為：對所述的舊的子電路和所述的局部電路進(jìn)行量化布爾公式的編碼約束寫出約束文件，所述的編碼約束包括真值表約束、拓?fù)溥B接關(guān)系約束和等價性約束；再對所述的約束文件調(diào)用開源量化布爾公式求解器qfun進(jìn)行求解，在一定的時間內(nèi)獲取到一個滿足約束的解，并將得到的解解析成新的子電路 m2，計算所述的新的子電路 m2中and節(jié)點(diǎn)數(shù)目 n 2。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)優(yōu)化方法采用精確綜合結(jié)合窺孔優(yōu)化的方式，通過收集待優(yōu)化節(jié)點(diǎn)作為根門，以根門構(gòu)建子電路以及局部電路，將精確綜合中僅僅局限于單輸出電路的匹配拓展到多輸出，可以降低邏輯網(wǎng)絡(luò)的乘法復(fù)雜度，同時，本專利技術(shù)優(yōu)化方法有效利用電路中存在的無關(guān)項進(jìn)行優(yōu)化，量化布爾公式的電路編碼方式提供了這些選擇的可行性，提高了優(yōu)化搜索空間。本專利技術(shù)優(yōu)化方法不僅可以適用于密碼學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2）的具體過程為：
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3）的具體過程為：對所述的舊的子電路和所述的局部電路進(jìn)行量化布爾公式的編碼約束寫出約束文件，所述的編碼約束包括真值表約束、拓?fù)溥B接關(guān)系約束和等價性約束；再對所述的約束文件調(diào)用開源量化布爾公式求解器QFUN進(jìn)行求解，在一定的時間內(nèi)獲取到一個滿足約束的解，并將得到的解解析成新的子電路M2，計算所述的新的子電路M2中AND節(jié)點(diǎn)數(shù)目n2。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2）的具體過程為：
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于量化布爾公式的邏輯網(wǎng)絡(luò)乘法復(fù)雜度優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3）的具體過程為...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：儲著飛，祝軍，夏銀水，王倫耀，
申請(專利權(quán))人：寧波大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。