一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法，包括實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合的形成、相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合的形成無冗余覆蓋優(yōu)化過程、優(yōu)化結(jié)果的形成等步驟。本發(fā)明在不計(jì)算函數(shù)補(bǔ)集的情況下，通過選取特殊最小項(xiàng)求解實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合，通過重塑集合求解相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合，再經(jīng)過無冗余覆蓋優(yōu)化，最后將實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合與相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合合并即為邏輯函數(shù)優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明方法簡便，提高了邏輯函數(shù)快速優(yōu)化的效率和準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]邏輯優(yōu)化是數(shù)字電路自動(dòng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，數(shù)字電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAided Design,CAD)系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的諸多領(lǐng)域都有深遠(yuǎn)的影響，對(duì)高速度、高集成度、高復(fù)雜度和高可靠性電路的需求越來越迫切。在國際上，邏輯優(yōu)化的問題是計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。邏輯優(yōu)化是集成電路邏輯綜合的關(guān)鍵技術(shù)，求基于某一優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)邏輯優(yōu)化的問題已被證明是NP難題。目前有多種方法可以實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)優(yōu)化，一般采用尋求近似優(yōu)化的方法。集成電路邏輯優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)是:①使邏輯優(yōu)化結(jié)果中不同“與”項(xiàng)(AND)表達(dá)式總數(shù)最少，即減少“與”門個(gè)數(shù)；②減少“與”項(xiàng)表達(dá)式中所含變量的總數(shù)，即使“與”門電路輸入端個(gè)數(shù)最少尋求邏輯優(yōu)化的形式化表示方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種簡便、效果好的二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法，其特征是:包括下列步驟:
[0006](一)實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合的形成:實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合標(biāo)識(shí)為E；
[0007](I)實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)的生成步驟如下:
[0008]對(duì)本源蘊(yùn)涵項(xiàng)進(jìn)行擴(kuò)展，計(jì)算出相鄰相交集，本源蘊(yùn)涵項(xiàng)標(biāo)識(shí)為Qi,相鄰相交集標(biāo)
識(shí)為:AIC⑴山若仏cAIC(Qi)，則Qi為冗余項(xiàng)，將之從導(dǎo)通集中刪除；否則將Qi送至無
關(guān)集及E中，同時(shí)從CD。中刪除Qi所蘊(yùn)涵的項(xiàng)，冗余項(xiàng)標(biāo)識(shí)為:Ri，導(dǎo)通集標(biāo)識(shí)為=Cm，無關(guān)集標(biāo)識(shí)為:CDC ；
[0009](2) AIC(Qi)的計(jì)算方法:
[0010]AIC(Qi)應(yīng)同時(shí)滿足3個(gè)條件:(a)與Qi互為相鄰項(xiàng)且AIG(Q,)〔uCnc).(b)在CD。中與Qi相交；(c)在Qjn中與Qi相交但不包含Qi;
[0011](3)生成規(guī)則:
[0012](a)若Cw中的某一項(xiàng)蘊(yùn)涵于Qi展開后的集合，則從Con中將該項(xiàng)刪除；
[0013](b)若滿足條件:Q1 #AIC(Qi h 0 ,則Qi為實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)，將Qi送至E及Cdc中，同時(shí)從Qjn中將之刪除；
[0014](二)相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合的形成:相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合標(biāo)識(shí)為:P* ;
[0015](I)相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)的生成步驟描述如下:相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)標(biāo)識(shí)為:PJ ;
[0016](a)找出與Cdc相交的集合送至Con ； (b)重塑集合——將冗余項(xiàng)從Con中刪除，以減小Con覆蓋的規(guī)模；(0)若Cw中的所有項(xiàng)都不與CD。相交或者CD。為空時(shí)，則選擇最小的相鄰度的最大集合，將之送至Cd。及P*中，同時(shí)將之從Cm中刪除，最小的相鄰度標(biāo)識(shí)為:DA;若Con中的最大的DA相同，則選擇與Cw中的其它集合非空相交的那個(gè)集合，將之送至Cdc及P*中，同時(shí)將之從Qjn中刪除；(d)對(duì)Qjn中的每個(gè)= (Con U CD#V)包含的集合不多于一個(gè)則應(yīng)重塑；對(duì)？^擴(kuò)展進(jìn)行重塑后，將之移入CD。及P*中，同時(shí)將之從Cm中刪除；否則，若β = Ρ,.# (Con U C1^Pi*)包含的集合不止一個(gè)，則選擇最大的DA的集合送至Cdc及
P*中，同時(shí)將之從Cm中刪除；執(zhí)行完后轉(zhuǎn)至(C)，直至Cm為空；
[0017](2)生成規(guī)則:
[0018]對(duì)Con中的某個(gè)集合，若該集合的某個(gè)子集既不被其它Con覆蓋，也不被CD。覆蓋，則需對(duì)之?dāng)U展，以便重塑P*使之覆蓋Con中的其它集合；
[0019](三)無冗余覆蓋優(yōu)化過程
[0020]( I)無冗余覆蓋優(yōu)化處理方法:
[0021]從Ε、Ρ*和冗余項(xiàng)集合中選出一個(gè)最小的Ρ%使得P* U E仍是函數(shù)的一個(gè)覆蓋；冗余項(xiàng)集合標(biāo)識(shí)為:R，是Ri的集合；
[0022](2)生成規(guī)則:
[0023]將本源蘊(yùn)涵項(xiàng)集合Q分為三個(gè)互不相交的子集Q= {E，R, P*};通過前面所，描述的方法中已經(jīng)分別形成產(chǎn)生E，R, P* ;求最小列覆蓋，選取最小的P* ；
[0024](四)優(yōu)化結(jié)果的形成:
[0025]Q=P* U E。
[0026]本發(fā)明在不計(jì)算函數(shù)補(bǔ)集的情況下，通過選取特殊最小項(xiàng)求解實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合，通過重塑集合求解相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合，再經(jīng)過無冗余覆蓋優(yōu)化，最后將實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合與相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合合并即為邏輯函數(shù)優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明方法簡便，提高了邏輯函數(shù)快速優(yōu)化的效率和準(zhǔn)確性。
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0028]圖1是E識(shí)別過程圖。
[0029]圖2是P*的識(shí)別示意圖。
[0030]圖3是集合重塑過程圖
[0031]圖4是相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合P*示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法，包括下列步驟:
[0033]I實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合(標(biāo)識(shí)為:E)的形成
[0034]1.1實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)的生成步驟描述如下:
[0035]對(duì)本源蘊(yùn)涵項(xiàng)(標(biāo)識(shí)為=Qi)進(jìn)行擴(kuò)展，計(jì)算出相鄰相交集(標(biāo)識(shí)為:AIC (Qi)X若Q =AIC(Q1),則Qi為冗余項(xiàng)(標(biāo)識(shí)為:Ri)，將之從導(dǎo)通集(標(biāo)識(shí)為:CW沖刪除；否則將Qi
送至無關(guān)集(標(biāo)識(shí)為:CDC)及E中，同時(shí)從CD。中刪除Qi所蘊(yùn)涵的項(xiàng)。
[0036]1.2AIC(Qi)的計(jì)算方法:
[0037]AIC(Qi)應(yīng)同時(shí)滿足3個(gè)條件:(1)與Qi互為相鄰項(xiàng)且^ic(Q1)C (Cfn uC/>(.).(2)在CD。中與Qi相交；(3)在Qjn中與Qi相交但不包含Qi。[0038]1.3生成規(guī)則:
[0039](1)若Con中的某一項(xiàng)蘊(yùn)涵于Qi展開后的集合，則應(yīng)從Con中將該項(xiàng)刪除；⑵若滿足條件:QdAIC(Q1)式0，則Qi為實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)，應(yīng)將Qi送至E及Cd。中，同時(shí)從Con中將之刪除。
[0040]2相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)集合(標(biāo)識(shí)為:P*)的形成
[0041]2.1相對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)(標(biāo)識(shí)為=Pi*)的生成步驟描述如下:
[0042](I)找出與Cdc相交的集合送至Con ; (2)重塑集合一將冗余項(xiàng)從Con中刪除，以減小Con覆蓋的規(guī)模；(3)若Qjn中的所有項(xiàng)都不與Cd。相交或者Cd。為空時(shí)，則選擇最小的相鄰度(標(biāo)識(shí)為:DA)的最大集合，將之送至Cdc及P*中，同時(shí)將之從Con中刪除；若Con中的最大的DA相同，則應(yīng)選擇與Con中的其它集合非空相交的那個(gè)集合，將之送至Cdc及P*中，同
時(shí)將之從Qjn中刪除。(4)對(duì)Qjn中的每個(gè)Pi'若^ = <# (Con U CncSPi*)包含的集合不多
于一個(gè)則應(yīng)重塑。對(duì)Pi*擴(kuò)展進(jìn)行重塑后，將之移入CD。及P*中，同時(shí)將之從Con中刪除；否
貝U，S§r = Pr# (Con U C1^Pi*)包含的集合不止一個(gè)，則選擇最大的DA的集合送至CD。及P*
中，同時(shí)將之從Cm中刪除。執(zhí)行完后轉(zhuǎn)至(3)，直至Cm為空。
[0043]2.2生成規(guī)則:
[0044]對(duì)Con中的某個(gè)集合，若該集合的某個(gè)子集既不被其它Con覆蓋，也不被CD。覆蓋，則需對(duì)之?dāng)U展，以便重塑P*使之覆蓋Con中的其它集合。
[0045]3無冗余覆蓋優(yōu)化過程
[0046]3.1無冗余覆蓋優(yōu)化處理方法:
[0047]從E、P*和冗余項(xiàng)集合(標(biāo)識(shí)為:R，是Ri的集合)中選出一個(gè)最小的PM吏得P* U E仍是函數(shù)的一個(gè)覆蓋。
[0048]3.2生成規(guī)則:
[0049]將本源蘊(yùn)涵項(xiàng)集合Q分為三個(gè)互不相交的子集Q= {E，R, P*}。通過前面所，描述的方法中已經(jīng)分別形成產(chǎn)生E，R, P'求最小列覆蓋，選取最小的P'
[0050]4優(yōu)化結(jié)果的形成:
[0051]Q=P* U E。
[0052]實(shí)例解析:
[0053]例1:設(shè) Cqn= {0000，0001，1200，1211，1121}，Cdc= {0102}，求 E。
[0054]解析:(I)當(dāng)Q1=1000I 時(shí):
[0055]...{0000}經(jīng)擴(kuò)展后的形式為{0202}
[0056]又...{000U C Cm 且{000丨丨 C {0202}
[0057]...將導(dǎo)通集Con中的{0001}刪除
[0058]...AIC={1200，1121,0102}
[0059]...Res= {22} # {20,11,12! = {OI P 0
[0060]Λ {0202} C=E, DM= {0001}
[0061]...c,)r [丨0202丨即無關(guān)集中含有Q1所包含的項(xiàng){0102}[0062]...將{0102}從無關(guān)集中刪除(即Cdc#{0102})
[0063](2)當(dāng) Q2= {1200}時(shí):
[0064]...{1200}經(jīng)擴(kuò)展后的形式為{2200}
[0065]又...AIC= {1121，0202}
【權(quán)利要求】
1.一種二值邏輯函數(shù)快速優(yōu)化處理方法，其特征是:包括下列步驟: (一)實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合的形成:實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)集合標(biāo)識(shí)為E； (O實(shí)質(zhì)本源項(xiàng)的生成步驟如下: 對(duì)本源蘊(yùn)涵項(xiàng)進(jìn)行擴(kuò)展，計(jì)算出相鄰相交集，本源蘊(yùn)涵項(xiàng)標(biāo)識(shí)為Qi,相鄰相交集標(biāo)識(shí)為:AIC (Qi) ；^Q, Ca1c(Qi)，則Qi為冗余項(xiàng)，將之從導(dǎo)通集中刪除；否則將Qi送至無關(guān)集及E中，同時(shí)從CD。中刪除Qi所蘊(yùn)涵的項(xiàng)，冗余項(xiàng)標(biāo)識(shí)為:Ri，導(dǎo)通集標(biāo)識(shí)為=Cm，無關(guān)集標(biāo)識(shí)為:CDC ； (2)AIC(Qi)的計(jì)算方法: AIC(Qi)應(yīng)同時(shí)滿足3個(gè)條件:(a)與仏互為相鄰項(xiàng)且
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103714258SQ201410005741
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】邱建林, 陳建平, 顧翔, 高凌源, 李芬, 陳莉, 潘陽, 楊娜, 卞彩峰, 陸鵬程 申請(qǐng)人:南通大學(xué)