基于逻辑映射的CMOS电路面积优化研究

发布时间：2022-10-21 10:00

　　逻辑映射是逻辑综合过程中一个非常重要的环节。传统的映射都是基于标准单元库,但因单元库中单元电路的种类有限,限制了逻辑电路进一步优化的可能性。此外,新工艺和新器件的不断出现也给单元库的维护带来了极大的成本。Library-free映射使用虚拟库代替标准单元库,其所用的单元电路都是按需动态生成,因此突破了传统单元库映射的局限,使得电路具有进一步的优化空间。在逻辑电路性能优化方面,近似计算正作为一种折中手段,通过牺牲一部分计算精度来换取电路性能的大幅度提升。在本文中,将近似计算技术运用到四位近似加法器设计中,实现电路面积,并使用Library-free映射进一步优化面积。本文主要包括以下三部分研究内容:1)建立了基于与或非图以及逻辑努力的面积估算模型。逻辑努力原用于估算延时,但也可用来估算面积。本文利用与或非图与CMOS电路的对应关系,提出一种可以直接在与或非图上计算出逻辑努力的方法,从而对逻辑电路的面积进行估算。2)提出了基于动态规划和遗传算法的混合算法作为Library-free映射的覆盖算法。针对传统的动态规划算法在求解大电路时覆盖时间过长的问题,混合算法牺牲少量的优化效果换取覆盖速度... 

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文内容以及结构
2 Library-free映射以及近似计算的相关概念
    2.1 逻辑电路的表示方式
        2.1.1 PLA表示形式
        2.1.2 二元决策图(Binary Decision Diagram,BDD)
        2.1.3 与非图(And-Inverter Graph,AIG)
        2.1.4 “与或非”图(And-Or-Invert Graph,AOIG)
        2.1.5 AIG向 AOIG的转换
    2.2 切割(Cut)与覆盖(Cover)
        2.2.1 基本概念
        2.2.2 无输出锥集(Free Fanout Cone,FFC)
        2.2.3 基于AIG的 CMOS电路生成方法
    2.3 动态单元电路的面积估算
        2.3.1 基于逻辑努力的面积模型
        2.3.2 基于AOIG的逻辑努力计算
    2.4 近似计算的基本概念
    2.5 本章小结
3 Library-free映射面积最小化的覆盖算法
    3.1 动态规划覆盖算法
    3.2 动态规划与遗传算法混合的覆盖算法
        3.2.1 问题描述
        3.2.2 混合算法的适应值函数
        3.2.3 遗传算法的编码方式
        3.2.4 混合算法的算法步骤
    3.3 实验结果与分析
    3.4 本章小结
4 四位近似加法器的设计
    4.1 问题描述
    4.2 成本函数
    4.3 错误率估算
    4.4 搜索算法
    4.5 实验结果与分析
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Library-free映射在电路面积优化中的应用[J]. 岑旭梦,王伦耀,夏银水,储著飞.  计算机辅助设计与图形学学报. 2017(11)
[2]基于双逻辑门级图形表示的功耗优化技术[J]. 马雪娇,厉琼莹,张骏立,夏银水.  计算机辅助设计与图形学学报. 2017(03)
[3]基于逻辑复合门映射的电路面积优化[J]. 岑旭梦,王伦耀,夏银水.  宁波大学学报(理工版). 2016(04)
[4]适合RM逻辑实现的逻辑搜索和拆分算法[J]. 王伦耀,夏银水,陈偕雄.  浙江大学学报(工学版). 2012(11)
[5]基于逻辑努力的CMOS串行传输链延迟时间的优化分析与模拟[J]. 王进军,田泽,马小龙,刘宁宁,张强.  微电子学与计算机. 2006(12)
[6]遗传算法研究综述[J]. 吉根林.  计算机应用与软件. 2004(02)
[7]高级综合中工艺映射技术的发展[J]. 颜宗福，刘明业.  计算机研究与发展. 1996(02)

硕士论文
[1]FPGA工艺映射算法研究[D]. 陈志辉.复旦大学 2011



本文编号：3695424