组合逻辑电路中多余项的设计应用

在小规模集成器件设计组合逻辑电路时，采用最简单与一或表达式不一定是最佳电路结构。本文给出了采用或非器件进行多余项合并求对偶方法得出最佳逻辑电路的设计过程。     

基于KFDD与进化算法的可逆电路优化算法

为降低由Kronecker功能决策图(Kronecker functional decision diagram,KFDD)综合所得可逆电路的成本,提出一种基于进化算法的可逆电路优化算法.该算法基于遗传算法模型进行设计,分别采用离散值和整型值编码KFDD输入变量的分解类型和顺序,使用所设计的遗传算子,将量子成本作为主要目标、量子位数作为次要目标进行可逆电路的优化.为解决过早收敛问题,该算法在搜索过程的前期阶段利用多个子群搜索解空间中的不同区域,在搜索过程的后期阶段将多个子群合并为整体种群,利用整体种群进行集中搜索.使用基准函数对算法进行验证的结果表明,所提出算法具有较强的全局寻优能力,有较好的结果稳定性,能够降低可逆电路的量子成本.     

一个可实现组合逻辑电路设计的ICAI系统

提出了一个可实现组合逻辑电路设计的智能计算机辅助教学系统(ICAI)的方案.在应用数字电路智能交互平台及采用面向对象知识表示方法建立系统领域知识库的基础上,运用广度优先、贪婪算法和分治法等策略,采用先通过构建分解链表结构树,再建立了与绘图窗口对应的基本图元数组,后运用布图优化推理的技术实现路径,得到了组合逻辑电路设计的一个最优结果.该系统实现了正确解题、诊断解题行为、对解题错误给出恰当辅导等功能.     

CMOS 组合逻辑电路的功耗分析研究

功耗分析是低功耗逻辑综合的一个重要步骤。ＣＭＯＳ组合逻辑电路的功耗分析由于电路节点之间存在相关性而变得复杂。采用两两相关的方法对电路内部节点的相关性进行建模,并且对相关性进行划分强弱分别进行处理,从而提高了计算的精度。同时为了降低计算的空间复杂度,对电路采用了按逻辑深度分级计算的方法,使计算的复杂度并不与电路规模直接相关。对ＩＳＣＡＳ’８５基本测试电路（ｂｅｎｃｈｍａｒｋ）的实验结果说明此方法可以有效地用于较大规模的组合逻辑电路的功耗分析。     

极值组合元素算法及其在全局查询优化中的应用

极值组合元素算法是一种新型的智能优化算法,该算法采用了极值组合的原理,并结合模式搜索、排雷策略等多种方法进行极值的优化,使优化的速度、精确性和全局性优于其他算法,并适用于各种范围的极值优化.该算法被应用于分布式系统中的全局查询优化处理,经模拟实验验证具有较好的效果.     

量子可逆电路综合的启发式快速匹配算法

提出了基于Reed-Muller展开式,使用CNT量子门库,以量子门表达式为启发式规则进行前向模式匹配的量子可逆逻辑电路快速综合算法.与通常所用的穷尽搜索算法相比,该算法利用量子门表达式作为启发式规则进行匹配代换,避免盲目匹配,有效降低了匹配复杂度,减少匹配代换的数量.同时该算法不会出现穷尽搜索中因不能找到有效解而进行回溯的现象,能以较小的时间空间复杂度生成最优或近似最优的量子可逆电路,特别在多量子可逆逻辑电路综合上,能够表现出更好的性能.     

基于改进烟花算法的MPRM逻辑电路面积优化

针对现有混合极性(MPRM)逻辑电路面积优化效果较差的问题,提出一种基于改进烟花算法的MPRM逻辑电路面积优化方法 .充分利用烟花算法的爆发性、多样性和分布并行性等优点,通过对高斯变异进行改进,增强了烟花算法搜索MPRM逻辑电路最佳面积极性的性能.基于北卡罗来纳微电子中心基准测试电路的实验结果表明,与基于遗传算法的MPRM逻辑电路面积优化方法相比,平均电路面积减少了44.46%;与基于离散粒子群算法的MPRM逻辑电路面积优化方法相比,平均电路面积减少了34.66%.     

针对最小项伪装电路的逆向工程攻击方法

为了进一步提升最小项保护的IC(integrated circuit)伪装策略的安全性,针对其电路结构缺陷提出一种攻击方法,并分析其改进点.首先,对CamoPerturb提出的最小项保护伪装策略的实现技术进行分析,采用通路敏化和逻辑蕴含技术研究逻辑门替换引起最小项扰动原理.然后,借鉴FAN算法思想计算出伪装电路中更改的最小项与逻辑门,从而恢复初始电路结构.实验采用ISCAS89基准电路和openSPARC处理器电路,结果表明利用所提方法仅需数ms即可高效地破解CamoPerturb对IC的伪装.     

基于过滤引导及随机性策略的差分搜索算法

差分搜索算法是一种新型高效的仿生智能优化算法。但该算法仍存在收敛速度较慢,搜索精度不够高等缺点。为此,本文提出一种基于过滤引导及随机性策略的差分搜索算法。一方面,将过滤择优策略引入到搜索方程中进行首次搜索,使得算法收敛速度及搜索精度得到提高;另一方面,提出随机算子引导搜索方程,使得算法可以快速达到全局收敛。对标准测试函数进行了优化求解实验,结果表明,所提出的改进策略有效地提高了算法的优化性能,较之其它算法更适合求解复杂度高且难度较大的多模态最优化问题。     

三值逻辑函数表格法最小化的一种新方法

根据格代数公式，对三值逻辑函数表格法最小化提出一种新方法。在搜索蕴涵项、质蕴涵项的过程中，采用找出满足下述条件最小项的策略：一是相邻最小项的数量为3的m次或或者m-1次幂，同时保证m数值尽量大(m=1，2，…)。二是最小项的逻辑值为“1“或“2“。为此，利用避开最邻近的最小项方法（该最小项逻辑值小于被选择最小项的逻辑值），从而减少了冗余项的数量。这种方法尤其适合于含有大量无关项的多变量三值逻辑函数最小化。     

一种基于Dijkstra算法的启发式最优路径搜索算法

为了建立一个高效的路径搜索引擎,针对大型应用系统中寻径算法的平衡最优性、时间复杂度以及空间复杂度问题,从经典Dijkstra算法出发,将AI领域的决策机制引入到路径搜索中来,提出了一个启发式最优路径搜索算法.该算法在寻径过程中引入代价函数,由代价函数来决定寻径策略(即优先搜索哪些中间节点),以期望减少搜索节点数.给出了该算法得到最佳解的条件及其证明过程,并且以实例数据对两种算法进行了对比测试.     

组合电路复杂度与面积的翻转信息熵估计方法

为了提高在信息论基础上的逻辑电路面积和功耗分析方法的估计精度,在传统输出信息熵估计理论基础上,提出了利用翻转信息熵进行电路实现复杂度和面积估计的理论方法。概率的方法被用于对组合逻辑电路的输入输出信号翻转行为的相关和相似进行量化分析。在此基础上实现了翻转信息熵面积估计算法,对随机生成的大量电路和标准benchmark电路进行的实验结果表明,该方法带来了至少3%左右的估计精度改善。     

一种具有跟踪替代特征的小世界算法

针对简单小世界算法在优化复杂函数时出现的停滞现象,提出对搜索进行跟踪、对停滞节点进行更替的策略.对每个搜索节点,从搜索的第1代开始进行跟踪,记录节点在每个传递位置停留的次数,当停滞次数超出设定值时便认为该节点进入停滞状态,在搜索空间中随机生成一个节点替代该停滞节点,以保证搜索的高效性.仿真试验表明,改进算法有效地克服了原算法的停滞现象,与原算法相比,改进算法种群多样性好、优化效率高、鲁棒性强,并具备解决更复杂工程优化问题的潜能.     

数字逻辑设计方法与应用

按照逻辑功能的不同特点，常把数字逻辑电路分为两大类：一类称为组合逻辑电路，一类称为时序逻辑电路。两类逻辑电路的功能描述方法、分析和设计方法不同。本文将对两类逻辑电路的分析与设计中的有关问题分类举例说明。一、组合逻辑电路设计组合逻辑电路的输出信号的稳态值仅决定于该时刻各个输入信号的取值，与电路前一时刻的逻辑状态无关。组合逻辑电路的逻辑功能表示方法常用逻辑函数表达式、真值表、卡诺图、逻辑图。组合逻辑电路的设计就是从给定的逻辑要求出发，求出完成逻辑要求的逻辑电路图，其设计过程通常分为四步，而最重要的一…     

基于多智能体系统仿真的最短路径规划

针对有向图最短路径问题,提出了通过多智能体系统仿真的方式求解有向图最短路径的方法.首先,把有向图中的节点、边都建模为智能体对象;其次,设计机器人智能体从源点沿有向边移动对节点实现遍历,利用机器人智能体的自我复制能力和边断开能力实现对节点的并行访问并保证任何节点最多被访问一次;最后,利用Anylogic开发多智能体最短路径仿真系统进行方法验证.仿真结果表明,多智能体最短路径仿真系统能快速找出有向图最短路径,算法时间复杂度与Bellman-Ford算法相同.     

基于双向搜索的虚拟网映射算法

针对虚拟网需求构建方法中复杂度较高和效率较低的问题,结合源节点和汇节点并行的带宽优先策略,提出一种链路均衡的双向搜索算法.该算法能减少搜索层次,缩小搜索空间,提高算法效率.仿真实验表明,与传统的虚拟网映射方法相比,该算法提高了虚拟网构建需求的接受率,增加了虚拟网构建收益.     

无线监测网络中多信道优化选择算法

无线监测网络中多电台监测节点通过捕捉和分析无线用户的通信数据,可以达到监测网络行为、诊断网络故障和管理网络资源的目的,而为多电台监测节点优化选择工作信道、最大化捕获数据量、获得最佳网络监测质量(quality of monitoring,QoM)是一个关键问题。文章研究了一种基于同步微扰随机近似(SPSA)的信道选择算法。该算法在迭代过程中以随机扰动策略得到目标函数的近似梯度,引导搜索过程逐步逼近最优解;适合于复杂的多维优化问题求解,收敛速度快、复杂度低。实验结果表明,该算法可以实现无线监测网络中多电台监测节点的信道优化选择,并且性能优良。     

最大频繁项集挖掘中搜索空间的剪枝策略

最大频繁项集挖掘可以广泛应用在多种重要的Web挖掘工作中.为了有效地削减搜索空间,提出了一种新的最大频繁项集挖掘中的搜索空间剪枝策略.这种策略基于深度优先遍历词典序子集枚举树,利用树中子节点与父节点扩展集中相同项的扩展支持度相等的特性,对搜索空间进行剪枝.应用该策略,对MAFIA算法进行改进优化.实验结果表明,该剪枝策略可以有效削减搜索空间,尤其在稀疏但包含长频繁项集的数据集上,搜索空间削减掉2/3,算法的时间效率比原MAFIA算法提高3～5倍.     

障碍物下辅助力导引IWD优化传感器部署策略

为进一步提升传感器节点部署算法性能,提出基于智能水滴优化(Intelligent water drop algorithm,IWD)辅助力导引的传感器节点部署算法.首先,对障碍物存在情况下的结构模型进行设计,给出该模型的路径损耗指数和通信半径的计算策略,同时对传感器节点IWD优化部署策略进行流程设计;其次,为增强传统IWD算法性能,采用辅助力导引方式对传统IWD进化泥土参数更新进行重新设计,增强泥土更新后水滴多样性保持效果,从而实现算法性能提升;最后,利用MATLAB制作了大小为60m×70m,规模为100组节点,包含障碍物4个的仿真算例,并选取标准IWD优化策略和差分进化算法作为对比算法,对所提算法在传感器节点部署上的覆盖率和效率优势进行验证.     

组合逻辑电路时序安全可替换性

讨论了组合逻辑电路的时序安全可替换性问题，即如何判断一个组合逻辑电路可以替换另一个组合逻辑电路而电路的速度不会降低，提出了一种新的判断时序安全可替换性的方法，该方法通过计算组合逻辑电路的延迟特征函数的蕴涵关系来判断时序安全可替换性，避免了直接计算电路的精确延迟特征，从而提高了算法的效率，使其可以对更大规模的组合逻辑电路进行时序分析。