逻辑函数的双逻辑综合与优化

针对传统布尔逻辑在电路面积优化中存在的不足,提出了一种用传统布尔逻辑和Reed-Muller(RM)逻辑相结合的双逻辑优化算法.通过将原逻辑函数的乘积项转化为不相交乘积项,并利用不相交乘积项的位操作,将逻辑函数的覆盖分成2个部分,使之分别适合布尔逻辑综合和RM逻辑综合;同时提出了适合双逻辑函数的逻辑功能验证方法.双逻辑优化算法用C语言编程实现并用MCNC标准电路进行测试.实验结果表明,与单一的布尔逻辑综合结果相比,在绝大多数情况下文中算法可使电路面积获得进一步优化.     

大电路固定极性Reed-Muller逻辑快速转换算法

针对已有的列表技术在极性转换中只能解决中小规模电路的问题,提出一种基于不相交乘积项列表技术的快速转换算法.首先将待处理的逻辑函数表示为不相交乘积项之和形式;然后通过对已有的基于最大项的列表技术进行分析和改进,使得改进后的列表技术可以实现将逻辑函数从不相交乘积项的AND?OR形式向固定极性XNOR?OR形式的Reed-Muller逻辑转化.文中算法用C编程实现,并用MCNC标准电路进行测试.实验结果表明,该算法可以快速实现大电路的极性转换,并且具有运算速度对电路的输入变量数不敏感的特点.     

基于余子式的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法

覆盖等效性检测指验证2个具有不同表达式的组合逻辑电路是否实现相同的函数功能.通过扩展余子式概念,提出一种基于乘积项余子式分解及重言式判别的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法.首先将等效性检测问题分解成电路包含检测子问题,逐一求取其中一个电路表达式对另一个电路表达式各乘积项的余子式;然后在建立各乘积项余子式的香农结构图基础上判断其是否重言式;最后根据重言式判别结果确定两电路间是否覆盖等效关系.该算法通过求取乘积项余子式对逻辑函数进行分解和降阶处理,从而加快了覆盖等效性验证速度.电路测试结果表明,文中算法是稳定有效的;对EXPRESSO软件集成的3种算法所得电路的测试结果表明,与基于真值表和BDD的2种检测算法相比,该算法具有明显的速度优势.     

Library-free映射在电路面积优化中的应用

针对基于单元库映射中因单元电路已预先设计且在映射中不可改变,进而影响电路面积优化的问题,利用Library-free映射中单元电路可以根据相应约束动态生成的特点,提出基于Library-free映射的电路面积优化算法.首先提出利用逻辑努力和逻辑函数表达式实现单元电路面积估算的方法;然后提出以电路面积优化为导向的电路覆盖搜索算法,使得在Library-free映射中,选择有利于电路面积优化的动态单元电路实现电路面积优化.用MCNC电路的测试结果显示,相比于ABC优化工具,该算法在电路面积优化上可以得到更好的结果.     

指定逻辑的电路最小项扰动算法

针对现有的基于最小项的伪装算法不能稳定地生成最小项扰动电路,而且不能控制指定逻辑,使得该技术难以在实际电路中使用的问题,提出了一种最小项扰动算法,通过引入原始输入信号并缩小受逻辑门影响的最小范围,快速找到单个最小项扰动.同时,可以任意设计特定逻辑:特定输出、特定门和特定最小项.首先,将多输出电路分成多个单输出电路并指定任何输出;然后可以指定电路的任何门,并使用敏化和FAN技术获得所有扰动的最小项;最后,导入原始信号确定伪装电路中的唯一扰动最小项.该算法可用于设计只能被特定电路使用的电路模块.在ISCAS’89基准电路和OpenSPARC微处理器控制器进行测试,该算法可以在2 s内确定特定电路的最小项,正确率超过80%.证明文中最小项扰动算法可以灵活、高效地选择最小项进行修改,并且保证修改成功.     

基于粒计算的逻辑函数快速粒约简算法

逻辑函数是描述数字电路中输入变量与输出变量之间逻辑因果关系的重要工具,研究逻辑函数的约简具有重要的理论和实际意义.针对计算机化简逻辑函数普遍存在的算法复杂度高、运算速度慢的问题,将粒计算思想与启发式搜索相结合来约简逻辑函数.首先将逻辑函数转化为最小项之和的表达形式,按照粒度由粗到细的次序,在不同粒度下的知识空间中利用吸收律和最小项之间的统计信息求取信息粒,当所有信息粒对应的最小项覆盖论域时,算法结束.算法由MATLAB编程实现.通过计算实例和算法复杂度分析证明了算法的快速性和有效性.     

逻辑函数求补算法及其改进

逻辑函数求补算法存在的主要问题是时间开销大及需要的存储空间过大。该文在对递归裂变求补算法和基于最小项求补算法进行分析研究的基础上,提出了积项输入、邻项合并、积项输出的无冗余覆盖的逻辑函数求补算法。该求补算法的时间、空间的需求将大大缩小。     

逻辑函数适于双逻辑实现的探测算法

提出一种判定逻辑函数是否适于双逻辑实现的探测算法,直接从XOR逻辑的特点出发,即2个汉明距离为2 的最小项可以由 XOR 逻辑表示.通过计算函数最小项之间的汉明距离分析其所具有的逻辑模式,给出探测适用于双逻辑实现的判断条件.该算法已用 C 语言实现,并应用于 MCNC benchmark 电路的判定测试,实验结果验证了其有效性.     

逻辑函数高阶布尔c-偏导数求解的算法实现

针对已有方法在求解布尔c-偏导数时只能解决小规模电路的问题,提出一种基于变量操作运算的大函数高阶布尔c-偏导数求解算法.首先将高阶布尔c-偏导数求解运算转化为逻辑函数的展开运算;然后根据乘积项是否包含需要展开的变量将函数分解成需要展开和不需要展开的二部分,进一步提高算法的速度.文中算法用C语言编程实现,并用MCNC测试电路进行了测试,结果表明,该算法能快速实现大函数高阶c-偏导数的求解;其效率与函数拆分的结果有关,但对输入变量的数量不敏感.     

改进的Q-M逻辑函数化简方法

为进一步提高逻辑函数的化简速度,提出一种改进的Q-M逻辑函数化简方法。在迭代比较过程中设置2个权值以缩减可合并蕴涵项集合的大小,只对满足条件的蕴涵项进行合并处理,得到全部质蕴涵项。构造质蕴涵项与最小项关联图,利用启发式规则得到能蕴涵全部最小项的最少质蕴涵项集合,从而得到逻辑函数的最小覆盖,完成逻辑函数化简。实验结果表明,该算法能降低迭代次数,减少逻辑函数的化简时间。