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，包括實質(zhì)本源項集合的形成、相對實質(zhì)蘊涵項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)明在不計算函數(shù)補集的情況下，通過選取特殊最小項求解實質(zhì)本源項集合，通過重塑集合求解相對實質(zhì)蘊涵項集合，再經(jīng)過無冗余覆蓋優(yōu)化，最后將實質(zhì)本源項集合與相對實質(zhì)蘊涵項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
【技術領域】[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】
[0002]邏輯優(yōu)化是數(shù)字電路自動設計的基礎，數(shù)字電路計算機輔助設計(ComputerAided Design,CAD)系統(tǒng)的發(fā)展對計算機科學的諸多領域都有深遠的影響，對高速度、高集成度、高復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)化的問題是計算機科學及相關領域的研究熱點。邏輯優(yōu)化是集成電路邏輯綜合的關鍵技術，求基于某一優(yōu)化目標的最優(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)化的關鍵技術是:①使邏輯優(yōu)化結(jié)果中不同“與”項(AND)表達式總數(shù)最少，即減少“與”門個數(shù)；②減少“與”項表達式中所含變量的總數(shù)，即使“與”門電路輸入端個數(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)實質(zhì)本源項集合的形成:實質(zhì)本源項集合標識為E；
[0007](I)實質(zhì)本源項的生成步驟如下:
[0008]對本源蘊涵項進行擴展，計算出相鄰相交集，本源蘊涵項標識為Qi,相鄰相交集標
識為:AIC⑴山若仏cAIC(Qi)，則Qi為冗余項，將之從導通集中刪除；否則將Qi送至無
關集及E中，同時從CD。中刪除Qi所蘊涵的項，冗余項標識為:Ri，導通集標識為=Cm，無關集標識為:CDC ；
[0009](2) AIC(Qi)的計算方法:
[0010]AIC(Qi)應同時滿足3個條件:(a)與Qi互為相鄰項且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中的某一項蘊涵于Qi展開后的集合，則從Con中將該項刪除；
[0013](b)若滿足條件:Q1 #AIC(Qi h 0 ,則Qi為實質(zhì)本源項，將Qi送至E及Cdc中，同時從Qjn中將之刪除；
[0014](二)相對實質(zhì)蘊涵項集合的形成:相對實質(zhì)蘊涵項集合標識為:P* ;
[0015](I)相對實質(zhì)蘊涵項的生成步驟描述如下:相對實質(zhì)蘊涵項標識為:PJ ;
[0016](a)找出與Cdc相交的集合送至Con ； (b)重塑集合——將冗余項從Con中刪除，以減小Con覆蓋的規(guī)模；(0)若Cw中的所有項都不與CD。相交或者CD。為空時，則選擇最小的相鄰度的最大集合，將之送至Cd。及P*中，同時將之從Cm中刪除，最小的相鄰度標識為: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集合，將之送至Cdc及P*中，同時將之從Qjn中刪除；(d)對Qjn中的每個= (Con U CD#V)包含的集合不多于一個則應重塑；對？^擴展進行重塑后，將之移入CD。及P*中，同時將之從Cm中刪除；否則，若β = Ρ,.# (Con U C1^Pi*)包含的集合不止一個，則選擇最大的DA的集合送至Cdc及
P*中，同時將之從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Con中的某個集合，若該集合的某個子集既不被其它Con覆蓋，也不被CD。覆蓋，則需對之擴展，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*和冗余項集合中選出一個最小的Ρ%使得P* U E仍是函數(shù)的一個覆蓋；冗余項集合標識為:R，是Ri的集合；
[0022](2)生成規(guī)則:
[0023]將本源蘊涵項集合Q分為三個互不相交的子集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)明在不計算函數(shù)補集的情況下，通過選取特殊最小項求解實質(zhì)本源項集合，通過重塑集合求解相對實質(zhì)蘊涵項集合，再經(jīng)過無冗余覆蓋優(yōu)化，最后將實質(zhì)本源項集合與相對實質(zhì)蘊涵項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)化的效率和準確性。
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0028]圖1是E識別過程圖。
[0029]圖2是P*的識別示意圖。
[0030]圖3是集合重塑過程圖
[0031]圖4是相對實質(zhì)蘊涵項集合P*示意圖。
【具體實施方式】
[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實質(zhì)本源項集合(標識為:E)的形成
[0034]1.1實質(zhì)本源項的生成步驟描述如下:
[0035]對本源蘊涵項(標識為=Qi)進行擴展，計算出相鄰相交集(標識為:AIC (Qi)X若Q =AIC(Q1),則Qi為冗余項(標識為:Ri)，將之從導通集(標識為:CW沖刪除；否則將Qi
送至無關集(標識為:CDC)及E中，同時從CD。中刪除Qi所蘊涵的項。
[0036]1.2AIC(Qi)的計算方法:
[0037]AIC(Qi)應同時滿足3個條件:(1)與Qi互為相鄰項且^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中的某一項蘊涵于Qi展開后的集合，則應從Con中將該項刪除；⑵若滿足條件:QdAIC(Q1)式0，則Qi為實質(zhì)本源項，應將Qi送至E及Cd。中，同時從Con中將之刪除。
[0040]2相對實質(zhì)蘊涵項集合(標識為:P*)的形成
[0041]2.1相對實質(zhì)蘊涵項(標識為=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從Con中刪除，以減小Con覆蓋的規(guī)模；(3)若Qjn中的所有項都不與Cd。相交或者Cd。為空時，則選擇最小的相鄰度(標識為:DA)的最大集合，將之送至Cdc及P*中，同時將之從Con中刪除；若Con中的最大的DA相同，則應選擇與Con中的其它集合非空相交的那個集合，將之送至Cdc及P*中，同
時將之從Qjn中刪除。(4)對Qjn中的每個Pi'若^ = <# (Con U CncSPi*)包含的集合不多
于一個則應重塑。對Pi*擴展進行重塑后，將之移入CD。及P*中，同時將之從Con中刪除；否
貝U，S§r = Pr# (Con U C1^Pi*)包含的集合不止一個，則選擇最大的DA的集合送至CD。及P*
中，同時將之從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Con中的某個集合，若該集合的某個子集既不被其它Con覆蓋，也不被CD。覆蓋，則需對之擴展，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*和冗余項集合(標識為:R，是Ri的集合)中選出一個最小的PM吏得P* U E仍是函數(shù)的一個覆蓋。
[0048]3.2生成規(guī)則:
[0049]將本源蘊涵項集合Q分為三個互不相交的子集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]實例解析:
[0053]例1:設 Cqn= {0000，0001，1200，1211，1121}，Cdc= {0102}，求 E。
[0054]解析:(I)當Q1=1000I 時:
[0055]...{0000}經(jīng)擴展后的形式為{0202}
[0056]又...{000U C Cm 且{000丨丨 C {0202}
[0057]...將導通集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丨即無關集中含有Q1所包含的項{0102}[0062]...將{0102}從無關集中刪除(即Cdc#{0102})
[0063](2)當 Q2= {1200}時:
[0064]...{1200}經(jīng)擴展后的形式為{2200}
[0065]又...AIC= {1121，0202}
【權利要求】
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)實質(zhì)本源項集合的形成:實質(zhì)本源項集合標識為E； (O實質(zhì)本源項的生成步驟如下: 對本源蘊涵項進行擴展，計算出相鄰相交集，本源蘊涵項標識為Qi,相鄰相交集標識為:AIC (Qi) ；^Q, Ca1c(Qi)，則Qi為冗余項，將之從導通集中刪除；否則將Qi送至無關集及E中，同時從CD。中刪除Qi所蘊涵的項，冗余項標識為:Ri，導通集標識為=Cm，無關集標識為:CDC ； (2)AIC(Qi)的計算方法: AIC(Qi)應同時滿足3個條件:(a)與仏互為相鄰項且
【文檔編號】G06F19/00GK103714258SQ201410005741
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日: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 申請人:南通大學