一种用于数字电路设计的固定极性转换方法技术

本发明专利技术公开了一种用于数字电路设计的固定极性转换方法，首先读入包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式；然后利用快速列表技术分别建立最小项索引表和无关项索引表；最后搜索最优无关项取舍，选择合适的无关项写入FPRM函数式，得到与项最少的FPRM展开式；优点是实现了数字电路设计过程中包含无关项的Boolean逻辑函数的SOP展开式到RM展开式的固定极性的转换，通过对10个MCNC?Benchmark电路进行测试，结果表明：与不考虑无关项的固定极性转换方法相比，本发明专利技术能有效简化FPRM展开式，获得面积较小，功耗较低，速度较快的RM逻辑电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字电路设计
，尤其是涉及，本方法主要针对包含无关项的RM逻辑函数。
技术介绍
数字电路一般用AND/0R/N0T (与/或/非)组成完备集的Boolean (布尔)逻辑实现。然而，部分电路，如算术电路、通信电路和奇偶校验电路，用RM (Reed-Mul Ier，里德穆勒)逻辑实现时，具有面积、功耗和速度等方面的显著优势。此外，用RM逻辑实现的数字电路还表现出更好的可测试性。RM逻辑主要由XN0R/0R (同或/或)或者X0R/AND (异或/与)运算组成，FPRM (固定极性里德穆勒)展开式是一种重要的RM逻辑展开式。FPRM展开式可通过极性转换从Boolean逻辑SOP (Sum-of-Products)展开式得至丨J，如文献 I (P. Wang, X. Chen. Tabular techniques for OR-Coincidence logic.Journal of electronics (China). 2006, 23 (2) : 269-273)(汪鹏君，陈偕雄.基于或-符合逻辑的快速列表技术「.Tl.电子学报(中国).2006,23(2) :269-273)中提出的快速列表转换方法和文献 2 (B. A. Al Jassani, N. Urquhart, A. E. A. Almaini. Manipulationand optimisation techniques for Boolean logic. IET Computers and DigitalTechniques. 2010，4 (3) : 227-239) (B. A. Al Tassani, N. Urquhart, A. E. A. Almaini.布尔逻辑的处理与优化技术.英国工程技术学会计算机与数字技术.2010, 4(3) :227-239)中提出的一种SOP展开式和FPRM展开式相互转换的方法。但上述两种极性转换方法都没有考虑SOP展开式中可能存在的无关项。无关项是Boolean逻辑函数SOP展开式中一种特殊的最小项，无论是否将其写入展开式，都不影响逻辑函数的功能，然而适当地选择部分无关项写入Boolean逻辑函数SOP展开式，可使对应的FPRM展开式更加简化，从而简化数字电路，使其功耗、延时等得到优化。因此，在数字电路设计中，对包含无关项的逻辑函数SOP展开式和FPRM展开式极性转换的研究具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法可以将包含无关项的Boolean逻辑SOP展开式转换为简化的FPRM展开式，从而获得面积较小，功耗较低，速度较快的RM逻辑电路。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为，首先读入包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式；然后利用快速列表技术分别建立最小项索引表和无关项索引表；最后搜索最优无关项取舍，选择合适的无关项写A FPRM函数式，得到与项最少的FPRM展开式；具体过程如下①读入布尔电路，将布尔电路用包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开I31-IIn-I式表示为=+YAmi ,其中E为或运算符，n为权利要求1.，其特征在于首先读入包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式；然后利用快速列表技术分别建立最小项索引表和无关项索引表；最后搜索最优无关项取舍，选择合适的无关项写入FPRM函数式，得到与项最少的FPRM 展开式；具体过程如下①读入布尔电路，将布尔电路用包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式2U -I2h -I表示为/(IiJV2，…，\，...士)= ΣαΜ，其中Σ为或运算符，η为/=0 1=0函数 f (χη-ι, Χη-2. · · ·，χ。，· · ·，X。)的输入变量数，(Xlri, Χη-2. · · ·，X。，· · ·，X。)为函数f (xn_!, xn_2,. . . , Xc, · · ·，X0)的η个输入变量，IIii代表最小项，IIii用符号表示为 U.2…之…七，i为最小项序数，且O彡i彡2n-l，i用二进制形式表示为I1 in_2. · · ic. · · i。，c为正整数且O彡c ( n-1,4与i。有如下关系:当ic=0时，毛= ，当ic=l时， Bi为最小项系数且ai e {O, 1}，当ai=0时表示Hii不在SOP展开式中出现，当ai=l时表示Hii在SOP展开式中出现,(Ii为无关项系数且(Ii e {O, 1},当(Ii=O时表示Hii不属于无关项，当Cli=I时表示Hii属于无关项；布尔逻辑函数的SOP展开式中包含k个无关项，分别记为 dk-i、^、···、+ ···、^用W代表无关项取舍,表不各无关项是否写入逻辑函数的SOP展开式， W用k位的二进制形式表示为Wlrf wky Wj…Wci,其中，Wj=O表示所对应的无关项dj不写入 SOP展开式，Wj=I表示所对应的无关项Clj写入SOP展开式；将包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式转换为FPRM函数式，FPRM函数式表示为尸(Xml2,.. τ ，χη)=其i-0中P为变量极性，P用二进制数表示为Pm Pn-2. . . P。. . . Po，代表η个变量在FPRM展开式中的出现方式； ZSXOR运算；L SFPRM展开式中的与项，匕e {0，1}，当I^i=O时表示Jii 不写入FPRM展开式，当bi=l时表示JI i写入FPRM展开式；②采用快速列表技术将SOP展开式中所有的最小项转换为其相应的与项，并将所有的最小项所产生的与项保存到最小项索引表中，得到最小项索引表；③采用快速列表技术将SOP展开式中所有的无关项转换为其相应的与项，并将所有的无关项所产生的与项保存到无关项索引表中，得到无关项索引表；④结合无关项索引表与最小项索引表搜索最优无关项取舍，选择合适的无关项写入 FPRM函数式，得到与项最少的FPRM展开式。2.根据权利要求I所述的，其特征在于建立得到最小项索引表的具体过程为②-I将SOP展开式中所有的最小项用二进制形式表示；②-2将所要求的极性转换为二进制形式，并与所有的最小项进行异或操作，得到新的最小项；②-3初始化最小项索引表，赋值为0，长度为2n，其中η为变量数；②-4针对步骤②-2中得到的每个新的最小项，统计O位的个数，记为t，以O位为无关位，产生2t个相关与项，并更新最小项索引表中与项的项数；②-5重复步骤②_4，直到所有的新的最小项转换完毕。3.根据权利要求I或2所述的，其特征在于建立得到无关项索引表的具体过程为③-I将SOP展开式中所有的无关项用二进制形式表示；③-2将所要求的极性转换为二进制形式，并与所有的无关项进行异或操作，得到新的无关项；③-3初始化无关项索引表，赋值为0，长度为2n，其中η为变量数；③_4针对步骤③-2得到的每个新的无关项，统计O位的个数，记为t，以O位为无关位，产生2t个相关与项，并更新无关项索引表中与该无关项相对应的位；③_5重复步骤③_4，直到所有的新的无关项转换完毕。4.根据权利要求3所述的，其特征在于搜索最优无关项取舍，得到与项最少的FPRM展开式的具体过程为④-I将无关项索引表的值用二进制形式表示；④_2将无关项取舍W用二进制形式表示，Kff < 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于数字电路设计的固定极性转换方法，其特征在于首先读入包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式；然后利用快速列表技术分别建立最小项索引表和无关项索引表；最后搜索最优无关项取舍，选择合适的无关项写入FPRM函数式，得到与项最少的FPRM展开式；具体过程如下：①读入布尔电路，将布尔电路用包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式表示为：f(xn-1,xn-2,...,xc,...,x0)=Σi=02n-1aimi+Σi=02n-1dimi,其中∑为或运算符，n为函数f(xn?1,xn?2,...,xc，...，x0)的输入变量数，(xn?1,xn?2,...,xc，...，x0)为函数f(xn?1,xn?2,...,xc，...，x0)的n个输入变量，mi代表最小项，mi用符号表示为i为最小项序数，且0≤i≤2n?1，i用二进制形式表示为in?1?in?2...ic...i0，c为正整数且0≤c≤n?1，与ic有如下关系：当ic=0时，当ic=1时，ai为最小项系数且ai∈{0,1}，当ai=0时表示mi不在SOP展开式中出现，当ai=1时表示mi在SOP展开式中出现，di为无关项系数且di∈{0,1}，当di=0时表示mi不属于无关项，当di=1时表示mi属于无关项；布尔逻辑函数的SOP展开式中包含k个无关项，分别记为dk?1、dk?2、…、dj…、d0，用W代表无关项取舍，表示各无关项是否写入逻辑函数的SOP展开式，W用k位的二进制形式表示为wk?1?wk?2…wj…w0，其中，wj=0表示所对应的无关项dj不写入SOP展开式，wj=1表示所对应的无关项dj写入SOP展开式；将包含无关项的布尔逻辑函数的SOP展开式转换为FPRM函数式，FPRM函数式表示为fp(xn-1,xn-2,...,xc,...,x0)=⊕Σi=02n-1biπi其中p为变量极性，p用二进制数表示为pn?1?pn?2...pc...p0，代表n个变量在FPRM展开式中的出现方式；为XOR运算；πi为FPRM展开式中的与项，bi∈{0,1}，当bi=0时表示πi不写入FPRM展开式，当bi=1时表示πi写入FPRM展开式；②采用快速列表技术将SOP展开式中所有的最小项转换为其相应的与项，并将所有的最小项所产生的与项保存到最小项索引表中，得到最小项索引表；③采用快速列表技术将SOP展开式中所有的无关项转换为其相应的与项，并将所有的无关项所产生的与项保存到无关项索引表中，得到无关项索引表；④结合无关项索引表与最小项索引表搜索最优无关项取舍，选择合适的无关项写入FPRM函数式，得到与项最少的FPRM展开式。FDA00002440318900012.jpg,FDA00002440318900013.jpg,FDA00002440318900014.jpg,FDA00002440318900015.jpg,FDA00002440318900017.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪鹏君，汪迪生，蒋志迪，孙飞，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：