基于系数矩阵的极性转换方法及其在MPDRM化简中的应用

针对多输出布尔函数系统混合极性对偶Reed-Muller展开（MPDRM）的极性转换问题, 提出了一种基于系数矩阵的极性转换方法。该方法通过分析使用转换矩阵进行极性转换时所需的矩阵运算, 进行子矩阵提取并将复杂的矩阵运算简化为子矩阵间的同或运算, 提高了极性转换速度。在此基础上, 给出了MPDRM精确化简算法, 该算法采用格雷码策略使得极性转换发生在相邻极性值的MPDRM之间, 并以和项数作为主要化简标准, 文字数作为次要化简标准, 通过采用穷举策略搜索极性空间求解最小MPDRM。实验结果表明, 使用文字数作为次要化简标准能够获得更优化的MPDRM, 与基于列表技术的极性转换方法相比, 所提出方法能够缩短精确化简过程49. 5%的时间。     

Novel Synthesis and Optimization of Multi-Level Mixed Polarity Reed-Muller Functions

Reed-Muller logic is becoming increasingly attractive. However, its synthesis and optimization are difficult especially for mixed polarity Reed-Muller logic. In this paper, a function is expressed into a truth vector. Product shrinkage, general sum shrinkage （GSS）, elimination and extraction operators are proposed to shrink the truth vector. A novel algorithm is presented to derive a compact Multi-level Mixed Polarity Reed-Muller Form （MMPRMF） starting from a given fixed polarity truth vector. The results show that a significant area improvement can be made compared with published results.     

大电路固定极性Reed-Muller逻辑快速转换算法

针对已有的列表技术在极性转换中只能解决中小规模电路的问题,提出一种基于不相交乘积项列表技术的快速转换算法.首先将待处理的逻辑函数表示为不相交乘积项之和形式;然后通过对已有的基于最大项的列表技术进行分析和改进,使得改进后的列表技术可以实现将逻辑函数从不相交乘积项的AND?OR形式向固定极性XNOR?OR形式的Reed-Muller逻辑转化.文中算法用C编程实现,并用MCNC标准电路进行测试.实验结果表明,该算法可以快速实现大电路的极性转换,并且具有运算速度对电路的输入变量数不敏感的特点.     

逻辑函数的双逻辑综合与优化

针对传统布尔逻辑在电路面积优化中存在的不足,提出了一种用传统布尔逻辑和Reed-Muller(RM)逻辑相结合的双逻辑优化算法.通过将原逻辑函数的乘积项转化为不相交乘积项,并利用不相交乘积项的位操作,将逻辑函数的覆盖分成2个部分,使之分别适合布尔逻辑综合和RM逻辑综合;同时提出了适合双逻辑函数的逻辑功能验证方法.双逻辑优化算法用C语言编程实现并用MCNC标准电路进行测试.实验结果表明,与单一的布尔逻辑综合结果相比,在绝大多数情况下文中算法可使电路面积获得进一步优化.     

基于整体退火遗传算法的低功耗最佳极性搜索

针对n变量逻辑函数在不同极性下所对应的XNOR/OR电路功耗和面积不同的特点,首先用信号概率传递算法和多输入XNOR/OR(同或/或)门的低功耗分解算法建立了XNOR/OR电路的功耗估计模型.在此基础上,将基于列表技术的极性转换算法和整体退火遗传算法相结合,提出了一种针对大规模XNOR/OR电路的低功耗最佳极性搜索算法.对8个较大规模MCNC Benchmark电路测试表明,该算法搜索到的最佳极性所对应的XNOR/OR电路与极性0时的XNOR/OR电路相比,平均节省功耗和面积分别达到了84.4%和65.2%.     

低功耗三输入AND/XOR门的设计

三输入AND/XOR门是Reed-Muller(RM)逻辑电路的一种基本复合门电路单元.针对现有AND/XOR门电路由AND门和XOR/XNOR门级联而成,导致电路延时长、功耗大等问题,提出一种晶体管级的CMOS逻辑和传输逻辑混合的低功耗三输入AND/XOR门电路.首先在55nm CMOS工艺下,对所设计电路进行原理图和版图设计;然后对版图进行寄生参数提取,并在不同工艺角下与基于典型级联结构的电路进行后仿真分析和比较.实验结果表明,在典型工艺角下,所提出的电路的面积、功耗和功耗延迟积的改进最高分别达到18.79%,26.67%与31.25%.     

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算法、MODPSO算法进行了性能对比。实验结果验证了MODCPSO算法的有效性。     

Ultra-low power dissipation of improved complementary pass-transistor adiabatic logic circuits based on FinFETs

With the technology scaling down, low power dissipation has become one of the research focuses in the field of integrated circuit design. Various types of adiabatic logics have been invented for low-power applications. However, the expanding leakage current degrades the performance of conventional adiabatic logics. In this article, a novel improved complementary pass-transistor adiabatic logic （ICPAL） based on fin-type field- effect transistor （FinFET） devices with ultra-low power dissipation has been presented. The proposed ICPAL takes full advantage of different FinFET operating modes, that is, shorted-gate mode, independent-gate mode, and low-power mode, to make a tremendous reduction in power dissipation. For explication and verification, the power dissipation of different ICPAL standard cells has been investigated and compared with other types of adiabatic circuits based on FinFETs. The results show that the ICPAL circuits have ultra-low power dissipation in a wide range of clock frequencies（30-800 MHz） under the condition of similar number of transistors, and the average reduction in power dissipation is about 23.1%, 75.0%, and 50.0% relative to 2N-2N2P, improved pass- transistor adiabatic logic, and complimentary pass-transistor adiabatic logic, respectively. Furthermore, ICPAL supports a better pre-evaluation of system power dissipation in VLSI design and has an intrinsic characteristic for the resistance to some types of side channel attacks.     

基于极性相关过零算法的管道测漏仪

针对采用直接相关法的传统相关测漏仪对硬件要求高、价格较贵的缺点,将极性相关的过零算法应用于相关测漏,并设计了硬件结构,进行了实验仿真,在实验室条件下,测量误差约为1%~3%,验证了其可行性。     

基于转折句式的文本情感倾向性分析

在文本的情感倾向性研究中缺乏对多种情感共现的转折句式的有效分析,为此提出一种专门对转折句式进行有效情感倾向性分析的方法。充分分析汉语中转折句式的结构特点,通过已有资源构建中文情感词典、转折词表、否定词表,依据转折句式中转折词、否定词、情感词的组合规律提出用于进行情感分析的启发式规则。在公开语料库的实验中,该方法能更好地对转折句式进行情感倾向性分析,将此规则融入到传统的朴素贝叶斯情感分类模型后,能获得更高的情感分析精度。