基于图编码的组合逻辑电路的自动合成方法技术

本发明专利技术涉及一种基于“图”编码的组合逻辑电路的自动合成方法。其方案是：用“有向图”表示组合逻辑电路，设定组合逻辑电路的真值表和最大循环次数，随机产生Ｎ个个体形成种群Ｐ，评估种群Ｐ中所有个体的性能，选亲和力高的ｎ个个体形成临时种群Ｐ↓［Ｓ］，对临时种群Ｐ↓［Ｓ］克隆形成克隆种群Ｐ↓［Ｃ］，对克隆种群Ｐ↓［Ｃ］修改形成变异种群Ｐ↓［Ｍ］，评估变异种群Ｐ↓［Ｍ］，选出ｍ个亲和力高的个体形成重选种群Ｐ↓［Ｒ］，替换种群Ｐ中亲和力低的个体形成次新种群Ｐ↓［Ｎ］，随机产生ｄ个新个体替换次新种群Ｐ↓［Ｎ］中亲和力低的个体形成新种群Ｐ↓［Ｔ］；对新种群Ｐ↓［Ｔ］按种群Ｐ的评估方法进行评估，依此循环，直到最大循环次数为止。本发明专利技术具有高效自动生成任意组合逻辑电路和编码效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于“图”编码的组合逻辑电路的自动合成方法，其特征在于该组合逻辑电路的自动合成步骤为：　第一步：用“有向图”表示组合逻辑电路，“图”Ｇ记作（Ｖ，Ｅ），Ｖ是“图”的顶点的集合，Ｅ是“图”的边的集合；　第二步：设定目标组合逻辑电路的真值表和最大循环次数；　第三步：模板组合逻辑电路是由一个两输入一输出的逻辑门、两个输入端子和一个输出端子组成的组合逻辑单元；种群中任意一个个体是一个组合逻辑电路的“图”编码形式，个体是在模板组合逻辑电路的基础上随机产生；个体产生的过程是：向模板组合逻辑电路中随机添加新顶点，添加新顶点的个数和位置是随机的；在随机添加的新顶点和模板组合逻辑电路中的顶点之间添加有向边，直到该“图”满足规定的输入输出顶点数且不含环状结构为止；　个体产生的过程重复进行Ｎ次，Ｎ个不同的个体表示Ｎ个不同的组合逻辑电路，从而形成种群Ｐ；　第四步：评估种群Ｐ中所有个体所表示的组合逻辑电路的性能，即每个个体亲和力的计算，每个个体的亲和力等于它的功能亲和力与性能亲和力的和：　Ａｆｆｉｎｉｔｙ＝Ｆ↓［Ｖ］＋Ｐ↓［Ｖ］　（１）　式（１）中：Ｆ↓［ｖ］是个体的功能亲和力；　Ｐ↓［ｖ］是个体的性能亲和力；　功能亲和力Ｆ↓［ｖ］的计算公式为：　Ｆ↓［ｖ］＝＊＊ｆｖ↓［ｉｊ］／（２↑［Ｍ］.Ｎ）　（２）　式（２）中：Ｍ是组合逻辑电路输入的个数；　Ｎ是组合逻辑电路输出的个数；　ｆｖ↓［ｉｊ］的定义如下：　ｆｖ↓［ｉｊ］＝＊＊＊　（３）　式（３）中：ｆ↓［ｊ］（ｘ↓［ｉ］）表示当输入为真值表的第ｉ行时组合逻辑电路第ｊ个输出端子的值；　ｘ↓［ｉ］是真值表第ｉ个变量；　Ｐ↓［ｉｊ］表示真值表第ｉ行第ｊ个输出值；　性能亲和力Ｐ↓［ｖ］的计算公式为：　Ｐ↓［ｖ］＝＊＊＊　（４）　式（４）中：ｒ表示组合逻辑电路的逻辑门数；　第五步：将种群Ｐ中的Ｎ个个体按照亲和力的大小降序排列，亲和力高的ｎ（ｎ＜Ｎ）个个体被选中，形成临时种群Ｐ↓［Ｓ］，临时种群Ｐ↓［Ｓ］中的个体同样按照亲和力的大小降序排列；　第六步：临时种群Ｐ↓［Ｓ］被克隆，克隆后的个体形成克隆种群Ｐ↓［Ｃ］，克隆种群Ｐ↓［Ｃ］中第ｉ个个体被克隆的份数与第ｉ个个体的亲和力成正比：　Ｎ↓［ｉ］＝ｒｏｕｎｄ（β＊ｎ／ｉ）　（５）　式（５）中：Ｎ↓［ｉ］是第ｉ个个体被克隆的份数；　β是克隆因子；　ｎ是临时种群Ｐ↓［Ｓ］中的个体数；　ｉ是该个体在临时种群Ｐ↓［Ｓ］中的序号；　ｒｏｕｎｄ是四舍五入取整函数；...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甘朝晖，史纲，尚涛，蒋旻，朱平平，蒋恋华，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]