中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 陈阳志哈尔滨工程大学 2014年硕士导师: 武俊鹏共77页

摘要 : SAT问题是计算科学中最基础的问题之一，大部分组合逻辑问题都可以归约求解SAT问题上面来，是非常具有理论研究价值和实际应用潜力的问题。对于一个布尔公式，如果存在一组变量赋值使得该公式是可以满足的，那么可以将公式的求解转化为等效的可满足性... 展开 SAT问题是计算科学中最基础的问题之一，大部分组合逻辑问题都可以归约求解SAT问题上面来，是非常具有理论研究价值和实际应用潜力的问题。对于一个布尔公式，如果存在一组变量赋值使得该公式是可以满足的，那么可以将公式的求解转化为等效的可满足性问题(Satisfibility)，自从遗传算法诞生以来，由于其盲搜索特性，被广泛地运用到组合优化等领域。但是传统的遗传算法求解SAT问题存在容易陷入早熟、搜索效率不高等不足。本文将家族谱系树的概念引入遗传算法中，提出了三种改进的遗传算子—greedy交叉操作、随机游走交叉操作以及子句变量惩罚交叉操作算子求解SAT问题，有效提高了求解成功率和收敛速度。遗传算法同其他局部搜索算法一样，不能判定 SAT问题是否存在解。遗传算法中，种群过早收敛的主要原因是遗传算子的成熟化效应。在一个封闭的种群中，个体只能与种群内的个体交流信息，种群内部个体之间充分共享信息的同时，也会带来趋同化的问题。通过对全局搜索求解器zChaff、局部搜索求解算法 WalkSAT等的研究，本文首先提出了在交叉算子中结合局部搜索算法及基于子句变量的惩罚策略。通过引导基因的交流，使得种群既能保持多样性，又能提高遗传算法的效率。其次，基于种群的独岛模型，模拟生物演化过程中家族谱系树的概念，把种群划分成更具社会学意义的家族，提出一种基于谱系树的改进遗传算法。其主要思想是，把种群细分为较小的家族，每个家族都有各自的演化算子，在每一次迭代后，家族之间的个体成员通过联姻的方式进行结合，从而产生出比传统的交叉算子更多样、有潜力的后代个体。最后，利用SATLIB库中的标准SAT问题对基于谱系树的遗传算法进行了测试并与经典的局部搜索算法 WalkSAT进行了比较。结果表明，基于谱系树的遗传算法明显改善了求解速度、成功率和求解规模等指标，其加速比最高为22倍，成功率最高提升49%。收起

关键词 : 遗传算法 SAT问题组合逻辑独岛模型

2. 基于CPLD的组合逻辑控制模型机的设计与实现

[学位论文] 徐丹河北工业大学 2013年硕士导师: 耿恒山共81页

摘要 : 《计算机组成原理》是计算机专业本科教学的一门核心课程，更是研究生入学考试的必考科目。该课程涉及到多门学科，需要软件、硬件、数字电路、程序设计方法等课程的支撑，因而理论性较强。同时它又是一门实践性学科，让学生们参与课程实验是学习好这... 展开《计算机组成原理》是计算机专业本科教学的一门核心课程，更是研究生入学考试的必考科目。该课程涉及到多门学科，需要软件、硬件、数字电路、程序设计方法等课程的支撑，因而理论性较强。同时它又是一门实践性学科，让学生们参与课程实验是学习好这门课程非常有效的方法，因此，各大高校也越来越重视该课程在教学实验方面的研究。该课程实验所用到的模型机按照控制器控制方式的不同，可以分为组合逻辑控制模型机和微程序控制模型机。为了提升教学质量，完善组成原理课程实验，掌握CPU内部结构和工作原理，本课题设计出了基于CPLD的组合逻辑控制模型机。组合逻辑控制模型机根据冯·诺依曼体系结构进行设计，总线结构采用8位单总线，主要包括指令系统、运算器模块、存储器模块、组合逻辑控制器模块几大部分。指令系统的设计借鉴了精简指令集（RISC）的设计思想，主要由使用频率较高的23条功能指令和3条面板指令组成，包含寄存器操作指令、内存访问指令、跳转指令和输入输出指令。组合逻辑控制器采用CPLD设计，分为时序节拍电路、指令译码电路和组合逻辑电路三大部分。指令译码器完成对指令的译码，通过对指令执行过程进行分析，确定机器周期节拍数为10个，使所有指令均能在一个周期内完成，然后对控制信号的形成过程进行分析，列出控制信号的逻辑表达式之后，搭建起组合逻辑电路，此时组合逻辑控制器设计完成。最终将组合逻辑控制器和运算器、存储器组成完整的组合逻辑控制模型机。通过CPLD实现控制器之后，组合逻辑控制模型机在速度上的优势体现的更为突出，它有效地增强了实验的灵活性，提高了整体性能，基本上能够满足学生从入门到深入理解计算机工作原理的教学要求。收起

关键词 : 模型机组合逻辑控制器 CPLD方法电路设计

3. 基于忆阻器的逻辑门实现

[学位论文] 朱平平武汉科技大学 2012年硕士导师: 甘朝晖共42页

摘要 : 忆阻器是一种由蔡少堂教授于1971年预测,并由惠普实验室的科学家于2008年证实其物理存在的一种纳米级非线性无源元件,其以纳米级的尺寸、非线性、具有记忆功能等特点在模型分析、基础电路设计、电子器件设计、集成电路设计以及生物神经系统仿真等方面... 展开

关键词 : 忆阻器逻辑门组合逻辑 SPICE仿真电路设计

4. 组合逻辑电路竞争冒险功耗的评估方法研究

[学位论文] 司豪杰西安理工大学 2022年硕士导师: 余宁梅共59页

摘要 : 随着集成电路工艺节点的不断减小，集成电路的功耗已成为制约其性能进一步提升的瓶颈问题之一。与功耗相关的研究聚焦在功耗评估和功耗优化两方面，其中功耗评估是低功耗设计的基础。其主要研究在芯片设计的各个阶段对芯片功耗进行准确评估，并将评估... 展开随着集成电路工艺节点的不断减小，集成电路的功耗已成为制约其性能进一步提升的瓶颈问题之一。与功耗相关的研究聚焦在功耗评估和功耗优化两方面，其中功耗评估是低功耗设计的基础。其主要研究在芯片设计的各个阶段对芯片功耗进行准确评估，并将评估结果反馈给设计师，帮助设计师在保证满足芯片速度和面积的情况下，通过改进电路结构和数据流路径，进行功耗优化设计。因此，研究在代码设计阶段功耗的早期评估方法，对提高设计效率和芯片性能具有重要意义。在分析组合逻辑电路功耗产生原因的基础上，考虑到目前逻辑综合阶段功耗评估主要根据预设翻转率通过查表法进行，没有考虑电路延时差所导致的竞争冒险对功耗的影响，导致评估值参考价值不大的问题，提出了一种在RTL代码逻辑综合阶段组合逻辑电路竞争冒险功耗的评估方法。首先介绍了竞争冒险现象产生的根本原因及其对组合逻辑电路的影响，分析电路中竞争冒险功耗的影响因素，提取了电路的逻辑级数、门单元输入端口的时间差、门单元输入端口网络的复杂程度等参量作为评估模型的基本参数。在电路综合完成之后通过脚本从综合工具中提取出以上数据，将这些影响因素参数化，同门单元的竞争冒险功耗仿真值一并整理成CSV数据格式的基本参数数据集。进而选用随机森林回归算法来建立竞争冒险功耗预测模型，完成了竞争冒险功耗预测模型的训练，生成了逻辑综合阶段组合逻辑竞争冒险功耗预估模型。基于该模型，在进行组合逻辑电路竞争冒险功耗预测时，只需在该电路完成综合之后提取竞争冒险功耗的影响因素即可。采用32bit乘法器和16bit除法器对组合逻辑电路在逻辑综合阶段的竞争冒险功耗预测模型进行了测试，并与PTPX测试结果进行了比较，结果表明预测准确度达到10%以内。进一步对ISCAS85组合逻辑基准电路集中电路的竞争冒险功耗进行了预测，结果显示预测误差都控制在20%以内，满足设计需求。收起

关键词 : 组合逻辑电路竞争冒险功耗评估随机森林逻辑级数

5. 组合逻辑方法研究

[学位论文] 刘钰治河北大学 2022年硕士导师: 赵贤共53页

摘要 : 组合逻辑是将两个或两个以上的逻辑系统组合而得到的逻辑系统。组合逻辑的提出源于休谟提出的“是”能推出“应当”的观点。这一观点引起了学界对于组合逻辑的思考，促进了学界对组合逻辑方法的研究。组合逻辑的语言会受到待组合的逻辑使用的语言的影... 展开组合逻辑是将两个或两个以上的逻辑系统组合而得到的逻辑系统。组合逻辑的提出源于休谟提出的“是”能推出“应当”的观点。这一观点引起了学界对于组合逻辑的思考，促进了学界对组合逻辑方法的研究。组合逻辑的语言会受到待组合的逻辑使用的语言的影响。组合逻辑方法的目的是实现组合逻辑。组合逻辑方法按组合方向分为拆分逻辑方法和拼接逻辑方法。组合逻辑方法中的拆分逻辑方法以融合和可能翻译语义学为主。融合既可以作为拆分逻辑方法，亦可作为拼接逻辑方法，但它只能组合模态逻辑，而不能组合非模态逻辑。可能翻译语义学通过赋予每个联结词相应的语义解释，可以将一个逻辑拆分为多个子逻辑。组合逻辑方法中的拼接逻辑方法以合取与析取的组合、积、函数纤维、代数纤维和网络纤维等方法为主。合取与析取的组合是拼接合取逻辑与析取逻辑的方法。通过克里普克模型和可及关系，积可以组合不同的模态逻辑，这种组合逻辑方法主要用于组合时间和空间逻辑等模态逻辑。与其他组合逻辑方法相比，纤维具有独特的优越性，也是应用最多的方法。纤维的最初形态称为函数纤维，其基本思路是从语义角度，通过两个转移映射定义组合逻辑的克里普克模型。函数纤维依然无法组合非正规模态逻辑，代数纤维彻底解决了这一问题，实现了组合逻辑的普遍化。代数纤维分为无约束纤维和约束纤维两种。网络纤维则通过递归因果链和递归贝叶斯网络来描述不同的网络结构，最终实现组合逻辑。组合逻辑方法在使用过程中产生了一些问题，其中以代数纤维等方法在使用过程中产生的坍塌等问题为主。这些问题在一定程度上推动了组合逻辑及其方法的发展。坍塌问题是逻辑联结词的相互作用导致的。调制纤维、隐纤维和图论纤维能够消解坍塌问题。组合逻辑方法应用广泛，主要体现在系统建模和辩论理论等领域。系统建模主要使用了代数纤维等方法。代数纤维方法实现了基于信念和时间的网络安全系统和多Agent系统。辩论理论领域主要应用了网络纤维方法。通过网络纤维中的递归因果链，各种影响辩论的因素可以组合在一个网络系统中。收起

关键词 : 组合逻辑语义功能网络纤维递归因果链辩论理论

6. HDL代码质量评估方法关键技术研究与电路性能优化

[学位论文] 邸志雄西安电子科技大学 2014年博士导师: 郝跃共152页

摘要 : HDL源代码的质量度量和质量控制是加速 SoC/ASIC芯片设计进度、提高SoC/ASIC芯片质量的重要环节,已经成为限制 SoC/ASIC芯片质量和可靠性的瓶颈,为了加速 SoC/ASIC设计过程,保证源代码研发质量,并尽早发现芯片设计阶段存在的缺陷,迫切需要提出 HDL源代... 展开 HDL源代码的质量度量和质量控制是加速 SoC/ASIC芯片设计进度、提高SoC/ASIC芯片质量的重要环节,已经成为限制 SoC/ASIC芯片质量和可靠性的瓶颈,为了加速 SoC/ASIC设计过程,保证源代码研发质量,并尽早发现芯片设计阶段存在的缺陷,迫切需要提出 HDL源代码质量评估的方法。本文对 HDL源代码质量评估关键技术——HDL源代码抽象技术和组合逻辑环转化技术进行了研究。同时,研究成果在参与的三个芯片设计项目中得到了验证。主要成果有: 1、鉴于现有主流源代码工具只能根据定制的规则进行静态形式检查,对于一些与规则无关的代码缺陷则无法进行审核。故提出了一种以复杂度为导向的 HDL源代码抽象方法,该方法着眼于可综合 HDL源代码层面,将源代码抽象为一个两层有向网络。该网络以高复杂度节点为网络源端,边权值反映 HDL源代码的描述复杂度。采用了经典的 Dijkstra算法作为高复杂度代码搜索算法,将其应用于定位HDL源代码中复杂度较高的部分。其中,被作为实验对象的实例有:处理器类设计 PE、总线结构类设计 XD_BUS、算法实现类设计 MQ编码器、通用外设类 IP核 MMC/SD/TF卡控制器。实验结果说明,该方法能够有效地提取代码中设计复杂度较高的代码,使得这部分设计较为复杂、易出现质量问题的源代码得到重点审核,弥补现有源代码检查工具只能进行静态规则审查的缺陷,并给电路设计提出指导性意见。 2、提出一种组合逻辑环转化方法,以解决 RTL以及高级语言逻辑综合阶段所面临的拆分组合逻辑环的问题。相比现有文献,引入了 SAT引擎对电路进行了表征,并使用静态逻辑蕴涵完成了电路的逻辑推理,同时,在求解过程中,根据实际应用需求对蕴涵规则进行了定制,使得在计算过程中,能够不断地对冗余向量和目标函数进行优化。以选定实例的源代码和开源代码为实验对象,评估了所提出的组合逻辑环识别和拆分算法的性能。实验结果表明,转化时间和转化后非环电路的规模都小于现有文献。 3、应用所提出的高复杂度 HDL源代码搜索方法,对 XD_BUS的源代码进行了质量评估,并依据得出的评估结果,给 XD_BUS的优化和重新设计提出了相应的指导意见。结合该指导意见,对 XD_BUS进行了优化和重新设计,该优化方案采用了多个设备队列,降低了片上总线与设备之间的耦合度;同时,将数据接收通道和数据发送通道分离,并在数据接收通道和数据发送通道中设置了多条子数据通道,提高了数据传输的并发性。采用了 SMIC0.18μm标准单元工艺库完成了该总线的逻辑综合,其最高工作频率为232MHz。同时,完成了 XD_BUS的性能评估,其总线吞吐率为5.4Gbps@100MHz,远大于规格要求的3.2Gbps@100MHz。 4、应用所提出的高复杂度 HDL源代码搜索方法,对 MQ编码器的源代码进行了质量评估,并依据得出的评估结果,给 MQ编码器的优化和重新设计提出了相应的指导意见。结合该指导意见,提出了一种串行 MQ编码器 VLSI结构和并行多上下文 MQ编码器 VLSI结构。相比现有文献,创新点在于:(1)分析了编码过程中上下文保持次数、索引值保持次数等,并将其分离,最终针对不同的事件设计了不同的硬件结构,使得各种事件都能被更好地处理;(2)提出了一种索引值预测方法,可并行处理多个连续相同的上下文 CXD;(3)提出了一种前导零电路检测 VLSI结构,并通过一次性移位的方法,避免了重归一化过程的循环迭代;(4)优化了索引表,将其中的启动态和非暂态分离并进行了独立的分析,降低了硬件传播延时。基于 TSMC0.18μm标准单元工艺库的综合结果表明,提出的并行多上下文 MQ编码器能够工作在286.80MHz,吞吐率为573.60 Msymbols/sec,提出的串行 MQ编码器最高工作频率为547MHz,其面积为79012.84μm2,其吞吐量为547Msymbols/sec。这两个 MQ编码器硬件结构的吞吐量都高于现有文献中的设计。 5、提出了一种外设类 IP核的可配置设计方法,该方法将 IP核功能点抽象为指令集,并建立了粗粒度单元和细粒度单元的单元库文件,通过不同的指令调度方案,完成对 IP核功能的设计。以应用于雷达信号处理器中的外设类 IP核MMC/SD/TF卡控制器为实验对象,对其所对应的各种 IP核结构进行了分析,利用这些 IP核结构较为规则的特点,将 SD/TF卡 Master控制器 IP核作为设计对象,最终生成了需要的 IP核硬件电路。该方法可弥补人工 RTL代码设计 IP核的方法的缺陷,如源代码可扩展性、可配置性、一致性较差等。收起

关键词 : HDL源代码质量评估抽象技术组合逻辑环转化技术

7. 基于粒分辨矩阵与乐观概念的组合逻辑电路优化算法研究

[学位论文] 闫心怡太原理工大学 2020年硕士导师: 陈泽华共81页

摘要 : 作为逻辑电路分析与设计中的一项重要内容，组合逻辑电路优化的主要研究内容之一是对描述逻辑电路的真值表或逻辑函数表达式进行化简。工业中常常采用电子设计自动化工具对逻辑电路进行优化，但是随着大数据时代的到来，电路集成度更高，规模更大，组... 展开

关键词 : 组合逻辑电路粒计算形式概念分析规则提取

8. VHDL语言RTL级综合器的研究

[学位论文] 聂新义上海大学 2003年硕士导师: 吴悦共85页

摘要 : 为了科研与教学的需要和完成上海市教委基金项目的任务,我们自主开发了面向VHDL语言的EDA平台.作者主要完成的是VHDL语言RTL级综合系统的研究开发,包括RTL级综合部分和优化部分.为了开发该系统,作者参与了MCS85051IP核的研制项目,对深入了解VHDL语言和... 展开

关键词 : VHDL RTL 组合逻辑电路数字电路电路优化算法

9. 双阈值FinFET低功耗组合电路研究

[学位论文] 张珊珊宁波大学 2018年硕士导师: 胡建平;张国鹏共54页

摘要 : 节约利用能源是社会长远发展的一项重要任务。在信息技术获得广泛应用的今天，集成电路芯片的功耗是各类电子信息产品的重要能耗源。随着集成电路工艺进入到32nm及以下，电路的动态功耗密度按比例上升，漏电流按指数增加。由于封装技术等制约因素，虽... 展开节约利用能源是社会长远发展的一项重要任务。在信息技术获得广泛应用的今天，集成电路芯片的功耗是各类电子信息产品的重要能耗源。随着集成电路工艺进入到32nm及以下，电路的动态功耗密度按比例上升，漏电流按指数增加。由于封装技术等制约因素，虽使得一个芯片可以集成更多的晶体管，但事实上，由于功耗限制，仍使得高密度的晶体管不能同时高速工作。因此，降低集成电路芯片功耗不仅具有重大的经济意义，还将产生重大的社会效益。传统平面CMOS工艺尺寸几乎按摩尔定律发展，以满足人们对芯片体积减小及工作高速低功耗的需求。近些年来，器件特征尺寸减小至32nm以下，但由于众多工艺因素，以及不断增大的漏电流制约了平面CMOS工艺尺寸的进一步缩小。由于经济因素的驱动，工业界为了继续减小工艺尺寸，努力尝试开发多种新型的工艺，其中鳍式3-D场效晶体管FinFET(FinField-EffectTransistor)由于制作工艺与CMOS兼容、同时有更好的性能已成功成为替代平面体硅CMOS的一项主流的新技术。本课题以FinFET器件为基础，以组合电路为研究对象，提出新型的基于FinFET独立栅和同栅两种结构混合架构的双阈值FinFET组合电路。课题研究静态互补电路和差分级联电压开关逻辑电路。通过对基本门电路、压缩机、全加器电路、以及MCNC标准电路来验证本文采用双阈值FinFET结构混合架构的优越性。主要研究以下几个方面： 1.介绍FinFET器件的结构特点及其性能。分析FinFET晶体管相对于普通CMOS晶体管的优点，研究独立栅和同栅结构及各自在性能上的优势。 2.研究双阈值FinFET器件各种工艺物理参数对器件性能的影响。以基本组合电路来研究双阈值FinFET器件电源电压对整体电路性能的影响。以期找到最优的物理参数组合。 3.提出新型的采用双阈值FinFET器件重新架构对称互补逻辑电路差分级联电压开关逻辑电路、一位全加器电路和压缩机电路，同时对四种电路的性能进行仿真及分析。 4.研究组合逻辑采用新架构的优势，通过全加器、压缩机电路，以及部分标准电路为例，验证本文采用的双阈值FinFET器件的结构优势。电路性能的仿真采用Hspice软件，实验方法为通过Hspice进行器件仿真优化，之后器件采用已优化的基于BSIM-IMG102.6模型的双阈值独立栅FinFET器件，利用优化后的双阈值独立栅FinFET器件进行逻辑电路设计。最后仿真结果表明，以DCVSL为例，延时最高下降63%，相比于同栅而言功耗最高下降20%，电路综合指标功耗延时积最高优化63%。收起

关键词 : FinFET器件双阈值低功耗电路组合逻辑全加器集成电路

10. 基于DNA链置换反应的组合逻辑电路设计与仿真研究

[学位论文] 於猛厦门大学 2013年硕士导师: 刘向荣共96页

摘要 : 高性能科学计算的需求不断增加，而传统电子计算机的元器件制作工艺已近极限，科学界正在寻找全新的计算模型，来突破现有计算体系的限制。生物计算以其并行性高、能耗低、信息存储量大等特点广受关注。DNA分子的双螺旋结构，以及Watson-Crick碱基互补... 展开

关键词 : DNA分子计算组合逻辑电路 seesaw模块链置换反应加法器