基于PSO算法的FPRM电路延时和面积优化

RM(Reed-Muller)电路的极性决定其延时和面积,通过对粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和FPRM表达式的研究,提出较大规模FPRM电路延时和面积优化算法。首先根据FPRM表达式特点,建立延时和面积估计模型;然后结合PSO算法和极性转换算法,对FPRM电路进行最佳延时和面积极性搜索;最后对PLA格式MCNC Benchmark电路进行测试,结果表明:与穷尽算法相比,PSO算法效率更高;与基于遗传算法的FPRM电路优化结果相比,延时平均节省6.6%,面积平均减少11.1%。

基于IWBA算法的三值FPRM电路综合优化

通过对杂草蝙蝠算法(Invasive Weed Bat Algorithm,IWBA)和三值FPRM(FixedPolarity Reed-Muller)电路函数表达式的研究,提出了一种三值FPRM电路延时和面积优化算法。算法首先建立延时估计模型,评估当前极性电路的适应度函数值;然后利用三值极性转换算法,将二值基准测试电路转换为三值FPRM电路;最后利用IWBA算法进行三值FPRM电路延时和面积最佳极性搜索。实验对10个基准电路进行测试,结果表明:相比于蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA),延时平均降低14.3%,面积平均节省66.0%。

基于SMPSO算法的三值FPRM电路延时优化

n输入变量的三值FPRM电路存在3n个不同极性及其对应的函数展开式.通过对三值列表转换技术以及三值FPRM逻辑表达式的研究,并结合自适应变异粒子群算法提出一种三值FPRM电路延时优化解决方案.首先根据三值FPRM逻辑表达式的特征建立延时估计模型;然后结合三值列表转换技术和SMPSO算法,对三值FPRM电路延时进行优化;最后采用PLA格式的MCNC Benchmark电路进行算法测试.结果表明:SMPSO算法相比于穷尽算法的优化效果更佳,电路的延时和面积平均节省11.6%和18.6%.

基于XOR/AND逻辑的三值FPRM电路最佳延时极性搜索

通过分析三值FPRM(fixed-polarity Reed-Muller)函数表达式与三值列表极性转换算法,提出了一种基于XOR/AND逻辑的三值FPRM电路延时极性优化方法。首先根据三值FPRM逻辑电路延时模型,结合类Huffman算法评估某一极性下的电路延时;然后结合三值极性转换技术,依照非循环格雷码的次序搜索三值FPRM电路延时极性得到最佳延时电路;最后对12个中小规模Benchmark电路进行分析比较,实验数据显示:相比于0极性的三值FPRM逻辑电路,平均延时降低了31.13%。

基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化

在三值FPRM(Fixed-Polarity Reed-Muller)逻辑函数中,n变量函数有3n个固定极性.针对不同极性下FPRM电路功耗不同的特点,研究了三值FPRM逻辑表达式,提出一种基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化方法.首先,根据三值逻辑函数表达式和开关信号传递理论,建立三值FPRM电路功耗估计模型;再利用模拟退火遗传算法对三值FPRM电路进行功耗最佳极性搜索,得到了功耗最低的FPRM电路;最后对13个MCNC Benchmark电路进行仿真.结果表明:与0极性相比,搜索到的最佳极性功耗平均节省了73.98%.

基于MODCPSO算法的三值FPRM电路面积与延时优化

针对三值固定RM(fixed polarity Reed-Muller,FPRM)逻辑电路面积与延时综合优化问题进行了研究,提出了一种基于竞争行为多目标离散粒子群算法(multi-objective discrete competitive particle swarm optimization,MODCPSO)的极性搜索方案。首先在MODCPSO算法中引入竞争行为机制,将种群划分为不同的团队,从各个团队中随机抽取两个粒子进行比较,令较差的粒子向着较好的粒子进行速度和位置的更新;同时引入变异机制,令种群粒子能够跳出局部最优解,继续更新进化;然后结合三值FPRM极性转换技术和MODCPSO算法搜索电路面积与延时的最佳极性;最后利用PLA格式的MCNC Benchmark电路实现算法测试,并与DPSO、MODPSO算法进行了性能对比。实验结果验证了MODCPSO算法的有效性。

基于穷举法的三值FPRM电路功耗最佳极性搜索

鉴于n变量三值逻辑函数在不同极性下的FPRM(Fixed-polarity Reed-Muller)表达式繁简不一,与之对应的FPRM电路功耗不同.通过对三值FPRM逻辑表达式的研究,提出一种基于穷举法的三值FPRM电路功耗最佳极性搜索方法.首先根据三值逻辑函数表达式和开关信号传递理论,建立三值FPRM电路功耗估计模型;然后利用穷举法对三值FPRM电路进行功耗最佳极性搜索,得到功耗最优的FPRM电路;最后对13个MCNC Benchmark电路进行仿真验证.结果表明:与0极性相比,搜索到的最佳极性功耗平均节省72.72%.

基于人口迁移算法的三值FPRM电路面积最佳极性搜索

人口迁移算法是一种新的全局优化搜索算法,主要模拟人口随着经济重心发生转移和随着压力增加而扩散的机制,其收敛性和全局寻优能力较强。三值固定极性RM(Fixed-polarity Reed-Muller,FPRM)电路的面积大小与其极性有关。通过对人口迁移算法的研究,提出了一种三值FPRM电路面积优化方案。首先根据三值FPRM表达式和电路面积之间的内在联系,建立面积优化模型;然后利用人口迁移算法对三值FPRM电路进行面积最佳极性搜索;最后对10个MCNC Benchmark电路进行测试。结果表明:与整体退火遗传算法相比,本文算法在面积和时间上分别平均节省10.04%和56.59%。

基于DNSGA-Ⅱ算法的三值FPRM电路面积与功耗优化

针对三值FPRM电路面积与功耗综合优化问题,提出一种基于差分非支配排序遗传算法(Differential Non-dominated Sort Genetic Algorithm Ⅱ,DNSGA-Ⅱ)的最佳极性搜索方案.首先在DNSGA-Ⅱ算法中,随机抽取种群个体进行高斯变异而产生变异群体.从Pareto非劣解集和变异群体中抽取父代进行二项式交叉产生子代群体,从而维持算法的多样性.然后,结合DNSGA-Ⅱ算法与三值FPRM电路极性转换技术和低功耗技术,搜索电路面积与功耗的最佳极性.最后对MCNC Benchmark电路进行测试,与GA和NSGA-Ⅱ算法搜索到的结果相比,DNSGA-Ⅱ算法获取的最佳极性电路功耗平均减小19.53%和15.08%,面积平均节省9.01%和6.05%.