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计算机辅助设计与图形学学报 2022年第3期34卷 332-340页

作者：邹九发王伦耀储飞夏银水宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

针对基于最小项的近似计算技术不适合解决大规模电路面积优化问题,提出一种采用乘积项和逻辑覆盖的电路面积近似计算技术优化算法.利用基于乘积项的多数覆盖技术实现近似逻辑函数搜索,用逻辑覆盖不相交运算实现近似函数错误率计算,可以... 详细信息

针对基于最小项的近似计算技术不适合解决大规模电路面积优化问题,提出一种采用乘积项和逻辑覆盖的电路面积近似计算技术优化算法.利用基于乘积项的多数覆盖技术实现近似逻辑函数搜索,用逻辑覆盖不相交运算实现近似函数错误率计算,可以有效地避免因输入变量增加和最小项数量激增导致算法效率低下甚至无法工作的问题.文中算法用C编程并经MCNC测试电路进行测试,实验结果表明,文中算法可实现大电路的面积优化,且具有运算速度对电路的输入变量数不敏感的特点.在平均错误率为3.67%时,平均电路面积减少42.29%.

关键词：近似计算不相交锐积多数覆盖面积优化逻辑综合

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近似计算技术在二级逻辑电路面积优化的研究

近似计算技术在二级逻辑电路面积优化的研究

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作者：邹九发宁波大学

学位级别：硕士

面积和功耗限制了芯片性能的进一步提升,底层硬件的运算能力也不能满足日益增长的计算需求。与此同时诸多容错应用,如多媒体处理、数据挖掘和图像识别,也被越来越广泛的使用。在这样的背景下,人们提出了新的设计范式——近似计算。近似... 详细信息

面积和功耗限制了芯片性能的进一步提升,底层硬件的运算能力也不能满足日益增长的计算需求。与此同时诸多容错应用,如多媒体处理、数据挖掘和图像识别,也被越来越广泛的使用。在这样的背景下,人们提出了新的设计范式——近似计算。近似计算牺牲精度来换取电路性能的提升,可以为容错应用设计高效节能的系统。近似计算是指计算结果与正确结果之间存在偏差。近似计算技术应用到逻辑级优化电路的核心思想是人为引入一些错误输出来简化电路,也称为近似逻辑综合。考虑到简单的电路逻辑表达式往往意味着简单的电路结构,所以可以通过简化电路表达式的方法来实现电路的功耗、速度和面积等性能的提升。本课题旨在研究近似计算技术在逻辑电路面积优化的应用,主要包括两个研究内容:(1)提出了基于逻辑覆盖的错误率计算方法。错误率是近似计算技术应用到电路优化中常用的错误约束。该方法利用逻辑覆盖间不相交锐积来计算错误率。不相交锐积计算出来的错误项覆盖中乘积项两两不相交,可以很快统计出错误的最小项个数。(2)提出了基于近似计算与多数覆盖技术的电路面积优化方法。提出了基于多数覆盖的近似函数搜索方法,多数覆盖将一些相邻的乘积项合并为一个新的乘积项,有效地减少了乘积项项数和逻辑表达式的文字数,因此可以使电路面积得到进一步的优化。本文提出的方法以乘积项为操作单位,对输入变量个数不敏感,适用于处理大函数电路。本文所提出的错误率计算方法和电路面积优化算法均由C语言编程实现,经北卡罗来纳微电子中心(Microelectronics Center of North Carolina,MCNC)提供的基准电路测试。实验结果表明:与精确逻辑电路面积优化结果相比,在平均错误率为3.67%的情况下,逻辑电路面积平均减少了42.29%。

关键词：近似计算技术逻辑覆盖多数覆盖面积优化逻辑综合

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