一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路，涉及伊辛模型技术领域，针对现有技术中的收敛问题提出本方案。包括：总控制器、自旋存储控制器、系数存储器、访存更新器、交错随机序列生成器和多自旋伪并行更新器。本发明专利技术采用专门设计的交错随机序列生成器，通过控制FLIP信号中逻辑“1”的比率来调整自旋的随机翻转的比例，以替代温度带来的随机性，实现退火方案，避免了退火方案在芯片内部或外部存储带来的大量资源消耗。从算法及硬件上进行改进，使得处理全连接伊辛模型收敛速度快、精度高。精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路


[0001]本专利技术涉及伊辛模型
，尤其涉及一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路。

技术介绍

[0002]量子退火处理器虽然能够在解决组合优化问题上展现出极高的精度和速度，但由于其超低温的工作环境、极复杂的连接关系消耗了巨大的能量和面积，难以实际应用。而CMOS 退火处理器虽然可以在室温下对伊辛模型进行有效地求解，并且已经实现了几种基于不同拓扑连接的各种退火处理器架构，如稀疏图、国王图等，但组合优化的关键在于其附加的拓扑分析。不同的拓扑形态下，不同部分的约束关系也不同，因此算法也就要调整。尽管可以使用稀疏连接下的多个自旋来表示全连接伊辛模型中的一个自旋，将全连接伊辛模型映射到稀疏拓扑连接退火处理器中，但会极大地降低硬件实现效率。而目前基于全连接伊辛模型的模拟退火处理器，一方面硬件实现相对复杂，另一方面由于自旋的密集连接，采用传统的模拟退火算法和 Metropolis
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Hasting或 Gibbs准则进行处理时收敛速度非常低。在全连接的伊辛模型中，翻转一个自旋的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路，其特征在于，包括：一个总控制器、一个自旋存储控制器、一个系数存储器、一个访存更新器、一个交错随机序列生成器以及一个多自旋伪并行更新器；所述总控制器用于产生各部分所需的控制信号；所述自旋存储控制器用于存储和控制自旋状态，包含N个自旋存储控制单元；其中N为所处理伊辛模型自旋总数；所述系数存储器用于存储自旋之间相互作用的N2个交互系数；由m个
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N的n位SRAM子阵列组成；其中m为伪并行更新自旋数量，n为单个连接系数的位宽；所述访存更新器用于在一个时钟周期内从所述自旋存储控制器读取待更新自旋的状态、从所述系数存储器的每个SRAM子阵列中读取相关自旋的N个n位交互系数，再根据多自旋伪并行更新器的结果，依据模拟退火自旋更新准则产生UPDATE信号并发送给自旋存储控制器；所述交错随机序列生成器用于产生0到K
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1的K个非重复随机数，非重复随机数用于对输入种子进行乱序排列以产生输出交错随机序列，用于确定退火操作中随机翻转的自旋比例，其中K为输入有效自旋的数量，K的最大值为N；所述多自旋伪并行更新器用于在一个时钟周期内更新m个自旋。2.根据权利要求1所述一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路，其特征在于，所述改进模拟退火算法的退火操作在第一次翻转时是随机选择一定数量自旋进行翻转。3.根据权利要求1所述一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路，其特征在于，所述自旋存储控制单元，用于根据FLIP信号控制本单元自旋的状态随机翻转和根据UPDATE信号分别控制本单元自旋的状态更新；所述FLIP信号来自所述交错随机序列生成器，所述UPDATE信号来自所述访存更新器。4.根据权利要求1所述一种基于改进模拟退火算法的组合优化问题处理电路，其特征在于，所述交错随机序列生成器使用Turbo码改进的交错...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚恩义，黄展鸿，汪祥瑞，蒋东，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：