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基于门节点分级选择的cmol电路单元快速容错映射

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第1期29卷 172-179页

作者：汪纪波夏银水储飞王伦耀宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

针对存在缺陷cmol电路的单元容错映射问题,提出了一种分级选择电路门节点的容错映射方法.首先通过拓扑排序求出电路门的逻辑级;然后采用级间隔的方式进行选择,并对有缺陷连接的门节点进行惩罚,提高其被选择配置的概率.实验结果表明,与... 详细信息

针对存在缺陷cmol电路的单元容错映射问题,提出了一种分级选择电路门节点的容错映射方法.首先通过拓扑排序求出电路门的逻辑级;然后采用级间隔的方式进行选择,并对有缺陷连接的门节点进行惩罚,提高其被选择配置的概率.实验结果表明,与已有算法相比,该方法平均选择配置的门节点总数明显减少,在纳米二极管常开缺陷密度为40%、牺牲0.18%线长的情况下,CPU平均运行时间减少了30.68%.

关键词： cmol电路容错映射逻辑级

基于可满足性模理论的cmol电路单元映射研究

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基于可满足性模理论的CMOL电路单元映射研究

作者：金俊杰宁波大学

学位级别：硕士

由于集成电路特征尺寸的不断缩小,当前的硅基微电子技术面临着一系列难以克服的挑战,如生产成本剧增、量子效应日益严重等。为了延续摩尔定律,研究人员提出了一系列新技术,如量子细胞自动机、碳纳米管、自旋器件等。其中,由Likharev等... 详细信息

由于集成电路特征尺寸的不断缩小,当前的硅基微电子技术面临着一系列难以克服的挑战,如生产成本剧增、量子效应日益严重等。为了延续摩尔定律,研究人员提出了一系列新技术,如量子细胞自动机、碳纳米管、自旋器件等。其中,由Likharev等人提出的结合纳米技术和传统CMOS工艺的CMOS/纳米线/分子混合(CMOS/nanowire/MOLecular hybrid,cmol)技术既兼容成熟的CMOS工艺,又具有纳米线高密度的特点,被认为是最有可能替代CMOS的技术之一。单元映射自动化是cmol技术发展的重要内容,本文首先阐述了目前已有的cmol单元映射方法,并在此基础上提出了新的方法。论文的主要内容包括以下三个方面:1.针对传统的基于可满足性的单元映射方法存在的编码变量和约束项过多导致的求解规模较小的问题,提出基于可满足性模理论的映射方法。通过采用整形变量极大地减少了变量数目,通过循序渐进、逐级映射的方法减少每次求解时要处理的约束项个数。实验结果表明,提出的算法与已有的基于可满足性的映射方法相比能够处理更多规模的电路。2.针对遗传算法收敛速度慢,而可满足性方法求解规模小的问题,提出将遗传算法与可满足性方法结合,以利用两种算法各自优势。即首先使用遗传算法进行全局搜索,当算法搜索到最优解附近时利用可满足性模理论加快算法的收敛速度。实验结果表明所提方法能够在处理中规模电路时能更快得到映射解,但处理大规模电路时与遗传算法相比没有明显优势。3.针对cmol电路存在的缺陷,研究了其在可满足性模理论中的表示形式,并提出了基于可满足性模理论的容错映射方法。

关键词： cmol电路可满足性模理论单元映射优化容错

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面向功耗的cmol电路容错映射

面向功耗的CMOL电路容错映射

作者：谢尚銮宁波大学

学位级别：硕士

CMOS/纳米混合(CMOS/Nanowire/Molecular Hybrid,cmol)电路是一种结合了CMOS技术和纳米器件的类FPGA结构。因为结构简洁、性能可靠,cmol技术被视为CMOS技术最具潜力的替代品之一,但是纳米器件存在的高缺陷率问题使其难以走向实用化。研... 详细信息

CMOS/纳米混合(CMOS/Nanowire/Molecular Hybrid,cmol)电路是一种结合了CMOS技术和纳米器件的类FPGA结构。因为结构简洁、性能可靠,cmol技术被视为CMOS技术最具潜力的替代品之一,但是纳米器件存在的高缺陷率问题使其难以走向实用化。研究者认为发展cmol电路的容错映射技术是解决该难题的途径之一。目前学术界已有一些面向时延、面积和求解速度的容错方法,但鲜有功耗优化的工作,因此本文对面向功耗的cmol电路容错映射方法进行探索:1、针对缺陷对cmol电路功耗的影响尚不明确这一问题,建立cmol电路的功耗模型,探索缺陷对映射电路功耗的影响机制,提出基于常连对预处理的容错映射方法。通过将无缺陷映射解中的常连对修正为合理映射模式,为多目标优化能力强大的遗传算法提供优质的初始种群,实现电路功耗、求解速度等指标的优化。2、cmol电路的容错映射问题是一个复杂的非确定性多项式难题(Nondeterministic Polynomial Hard,NPH),进一步考虑映射电路的功耗优化,会使容错方法的设计面临更大的挑战。针对该问题,提出基于高功耗单元限用的容错映射方法,通过舍弃对功耗影响较大的映射资源来降低容错复杂度,并对功耗约束进行松弛来加快算法的收敛速度。实验结果表明,所提方法与利用带阻断操作的进化算法(Evolutionary Algorithm with Blocking Method,EAB)求解的经典容错映射方法相比平均减少了17.62%的功耗与17.92%的面积,并实现了14.99%的求解速度提升。3、针对因常连单元利用困难而导致的容错复杂度高、映射电路的功耗开销大等问题,提出基于打包策略的容错映射方法。首先以常连对为单位进行单元打包,并选择关联节点生成一定数量的节点包;然后利用遗传算法完成电路容错映射,通过特定的基因编码方式和交叉、变异操作保证单元包与节点包的一对一匹配。实验结果表明,所提方法与EAB方法相比平均减少了22.62%的功耗与41.66%的面积,基本消除了常连缺陷对映射电路功耗的影响,并实现了9.27倍的求解速度提升。

关键词： cmol电路容错映射功耗遗传算法高功耗单元限用打包策略

针对纳米器件缺陷的cmol电路单元容错映射

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无线通信技术 2016年第3期25卷 46-51页

作者：汪纪波夏银水储飞宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

针对cmol电路中的纳米二极管常闭缺陷的容错映射问题,提出了一种启发式容错映射算法。首先分析纳米二极管常闭缺陷对电路单元映射的影响,以电路中错误的连接数为成本值,采用评价、选择和配置循环迭代,直到容错映射成功。与已有的可满足... 详细信息

针对cmol电路中的纳米二极管常闭缺陷的容错映射问题,提出了一种启发式容错映射算法。首先分析纳米二极管常闭缺陷对电路单元映射的影响,以电路中错误的连接数为成本值,采用评价、选择和配置循环迭代,直到容错映射成功。与已有的可满足性方法相比,在一个较合理的时间内可以求解更大规模的电路。

关键词：纳米电路 cmol电路容错映射常闭缺陷

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基于可满足性模理论的cmol电路单元映射

宁波大学学报（理工版） 2018年第6期31卷 7-11页

作者：金俊杰储飞王伦耀夏银水宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211

针对纳米CMOS混合电路(cmol)单元映射时,传统的精确算法存在编码变量多、文件存储大导致的求解规模受限问题,提出了一种基于可满足性模理论(SMT)的cmol电路单元映射方法,该方法通过整型编码减小文件存储大小,通过渐进式求解算法兼顾求... 详细信息

针对纳米CMOS混合电路(cmol)单元映射时,传统的精确算法存在编码变量多、文件存储大导致的求解规模受限问题,提出了一种基于可满足性模理论(SMT)的cmol电路单元映射方法,该方法通过整型编码减小文件存储大小,通过渐进式求解算法兼顾求解规模和速度.实验结果表明,与传统的精确算法相比,本文提出的方法可大幅减少中间处理文件的大小,并以较小的求解速度为代价提高了处理大规模电路的能力.

关键词： cmol电路单元映射精确算法