基于伪布尔可满足性的纳米CMOS电路单元配置

针对传统布尔可满足性(SAT)法在处理纳米CMOS电路(CMOL)单元配置时,存在合取范式(CNF)表示的约束子句个数过多、中间处理文件过大的问题,该文提出了利用伪布尔可满足性(PBS)来解决CMOL电路的单元配置问题。实验结果显示,相对于传统的SAT法,PBS法在不增加额外的布尔变量集个数的条件下,通过降低编码过程中的约束个数,能有效减少中间处理文件大小,达到提高算法效率和提高处理大电路的能力。     

基于不相交项并行列表技术的FPRM实现

针对传统列表技术在逻辑函数从AND/OR形式转化成固定极性Reed-Muller(FPRM)过程中只能处理小规模电路的不足,该文提出一种基于不相交乘积项的并行列表技术。该技术能有效避免转化算法因逻辑函数输入变量增加引起最小项数量激增而导致效率低下甚至无法工作这种情况。另外,不同于已发表的用于实现大电路的转化算法,待处理的电路结构对该方法的性能影响很小。提出的算法用C语言编程实现,并用MCNC标准电路进行测试。实验结果表明所提算法可以对更大规模电路实现快速FPRM转换,并且算法速度对电路输入个数不敏感,但与待处理逻辑函数的不相交乘积项的数量有关。     

基于门控时钟技术的低功耗三值D型触发器设计

本文在三值D型触发器的基础上提出了一种低功耗三值门控时钟D型触发器的设计.该设计通过抑制触发器的冗余触发来降低功耗,PSPICE模拟验证了该触发器具有正确的逻辑功能.与三值D触发器相比,该触发器在输入信号开关活动性较低的情况下具有更低的功耗.同时该电路结构可以推广到基值更高的低功耗多值触发器的设计中.     

基于遗传算法的低功耗有限状态机状态分配

提出一种通过状态分配来实现有限状态机的功耗和面积同时优化的方法．在分析现有成本函数的基础上，提出了一个新的成本函数，并利用遗传算法能进行多目标优化的能力来实现功耗和面积的同时优化．该算法用C语言实现，并对17个MCNC有限状态机标准电路进行测试．测试结果表明，与已有的功耗优化算法相比，文中算法在功耗和面积方面有一定的优势．     

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.     

Low Power State Assignment Algorithm for FSMs Considering Peak Current Optimization

Finite state machine （FSM） plays a vital current which is drawn by state transitions can result in role in the sequential logic design. In an FSM, the high peak large voltage drop and electromigration which significantly affect circuit reliability. Several published papers show that the peak current can be reduced by post-optimization schemes or Boolean satisfiability （SAT）-based formulations. However, those methods of reducing the peak current either increase the overall power dissipation or are not efficient. This paper has proposed a low power state assignment algorithm with upper bound peak current constraints. First the peak current constraints are weighted into the objective function by Lagrangian relaxation technique with Lagrangian multipliers to penalize the violation. Second, Lagrangian sub-problems are solved by a genetic algorithm with Lagrangian multipliers updated by the subgradient optimization method. Finally, a heuristic algorithm determines the upper bound of the peak current, and achieves optimization between peak current and switching power. Experimental results of International Workshop on Logic and Synthesis （IWLS） 1993 benchmark suites show that the proposed method can achieve up to 45.27% reduction of peak current, 6.31% reduction of switching power, and significant reduction of run time compared with previously published results.     

一种可逆有限状态机的电路设计

不同以往通过重构电路行为实现可逆有限状态机方法,本文提出了一种可逆有限状态机的电路结构.该电路主要包括次态与输出计算电路以及状态预置与采样锁存电路两部分,且提出的可逆有限状态机电路中不存在独立的可逆触发器,但可以实现可逆JK,D,T等触发器功能.同时,文中也提出了基于该可逆有限状态机电路的可逆时序电路综合方法,并用实例进行了验证.相比于基于行为重构的可逆有限状态机的综合方法,本文提出的综合方法可以避免原始状态机的逆状态机的求解和增加额外的信号位,从而使得综合过程变得更加简单.     

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.     

面向峰值电流优化的FSM状态分配

有限状态机(FSM)状态分配与峰值电流有密切关系.针对峰值电流过大易导致电路失效的问题,提出2种优化峰值电流的方法.1)提出一种考虑峰值电流和动态功耗的成本函数,采用遗传算法对两者进行同时优化;2)首先基于遗传算法得到功耗优化后的状态分配解,然后提出基于布尔可满足性(SAT)的启发式算法对功耗优化的状态分配进行重新编码,以降低峰值电流.将这2种方法应用于LGSynth93标准电路的实验结果表明,与传统的功耗优化算法相比,第1种方法虽然功耗略有增加,但能有效地降低峰值电流;第2种方法在实现不增加功耗额外开销的前提下能有效地降低峰值电流,并可将其有效地集成到不同的FSM功耗优化算法中,获得低功耗、低峰值电流的FSM状态分配解.     

适合RM逻辑实现的逻辑搜索和拆分算法

针对以往算法在搜索适合Reed-Muller(RM)逻辑实现的逻辑子覆盖中存在的不足,提出基于不相交乘积项的搜索方法.该方法通过将逻辑函数转化为不相交乘积项的集合,并搜索符合约束条件的不相交乘积项的多数覆盖以及根据乘积项之间的位操作结果,将逻辑函数拆分成二部分,使之分别适合RM逻辑实现和传统布尔逻辑实现.提出的算法用C编程实现,并用MCNC电路测试.实验结果表明,相比于以往的方法,提出的算法能够有效扩大搜索范围,并且具有运行速度快且对逻辑函数的输入变量数量不敏感等特点.