面向數字邏輯電路分析與設計的粒計算理論與套用研究

《面向數字邏輯電路分析與設計的粒計算理論與套用研究》是依託太原理工大學，由陳澤華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向數字邏輯電路分析與設計的粒計算理論與套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳澤華
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

大規模數字積體電路設計是國家信息產業發展重點，它的理論基礎是數字邏輯電路。數字邏輯電路的基礎理論研究包括組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設計，其中邏輯最佳化是關鍵。在分析階段，通過邏輯最佳化尋找系統輸入輸出最簡的邏輯關係；在設計階段，通過邏輯最佳化提高電路可靠性、降低系統功耗。組合邏輯電路最佳化的本質是真值表化簡，時序邏輯電路最佳化的本質是狀態轉移表化簡。隨著邏輯電路複雜性的不斷提高，傳統的邏輯最佳化理論和方法面臨著新的挑戰。粒計算是處理大規模、複雜問題的有效方法。本項目旨在建立粒計算的二元關係知識模型，從知識工程角度對數字邏輯電路基礎理論中的關鍵問題進行研究，將組合邏輯電路的最佳化轉化為提取知識系統的最簡規則；將時序邏輯電路的最佳化轉化為獲取知識系統的最大等價類、最大相容類和最小閉覆蓋。在理論研究基礎上，開發邏輯最佳化軟體。本項目對於深化粒計算理論研究，解決邏輯電路分析與設計中的關鍵問題具有重要意義。

結題摘要

隨著邏輯電路集成度的不斷提高,傳統的邏輯最佳化理論和方法面臨著新的挑戰。粒計算是處理大規模、複雜不確定問題的有效方法。本項目通過深入研究粒計算理論,建立了一套完整的粒矩陣刻畫的二元關係知識模型。在此基礎上，建立了基於粒計算的數字邏輯電路最佳化的理論和方法。套用粒計算的二元關係（等價關係、相容關係）知識模型模型，從知識工程的角度，對數字邏輯電路分析與設計中的邏輯最佳化問題進行描述、分析、求解,解決了大規模數字邏輯電路最佳化的關鍵問題。在組合邏輯電路中：用粒計算的二元關係（等價關係、相容關係）知識模型描述真值表(含無關項)，採用分層粒化思想，在不同粒度空間通過統計方法、矩陣運算快速找到了系統輸入輸出之間最簡單的邏輯關係，實現了組合邏輯電路中大規模真值表的快速化簡。在時序邏輯電路電路中：用粒計算的二元關係（等價關係、相容關係）知識模型描述狀態轉移表(含無關項)，將完全確定狀態轉移表的化簡，轉化為利用粒矩陣求取最大等價類的過程；將不完全確定狀態轉移表的化簡轉化為利用粒矩陣求取最大相容類和最小閉覆蓋的過程。最後通過算法分析、理論證明、實驗驗證，證明了其理論研究的正確性與算法的有效性，並開發了相應的軟體包。本項目圓滿完成了計畫任務書中的內容，研究成果為大規模邏輯電路分的析與設計提供了有效解決方案。並為大規模數字邏輯電路的測試提供了研究思路和方法。