厉康平，汪鹏君，张会红

(宁波大学 电路与系统研究所, 浙江 宁波 315211)



基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化

厉康平，汪鹏君*，张会红

(宁波大学 电路与系统研究所, 浙江 宁波 315211)

摘要：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%.

关键词：三值逻辑函数; FPRM电路; 模拟退火遗传算法; 功耗

LI Kangping, WANG Pengjun, ZHANG Huihong.

(InstituteofCircuitsandSystems,NingboUniversity,Ningbo315211,ZhejiangProvince,China)

随着集成电路规模的扩大，集成度不断提高,数字电路的功耗与面积等问题尤显突出[1].传统的数字电路大都采用二值逻辑,但其信息含量低已成为制约集成电路发展的主要因素.多值逻辑电路增加了单线携带信息的能力,能有效提高空间或时间的利用率,减少数字系统的连线,节省电路面积与成本[2].其中，基数为3的三值逻辑因其基数最小,而较易实现,具有代表性.

任意三值逻辑函数均可用布尔逻辑和Reed-Muller(RM)逻辑来表示[3].与传统的布尔逻辑电路相比,基于RM逻辑的电路在功耗和面积等方面具有巨大的优势.此外,用RM逻辑表示的电路可测性更强,电路结构更加紧凑[4-5].固定极性(Fixed-Polarity Reed-Muller, FPRM)是RM逻辑……