恭喜宁波大学储著飞获国家专利权
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龙图腾网恭喜宁波大学申请的专利一种基于忆阻器辅助逻辑的逻辑综合与验证方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119227603B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411722874.8,技术领域涉及:G06F30/327;该发明授权一种基于忆阻器辅助逻辑的逻辑综合与验证方法是由储著飞;潘家祥;夏银水;王伦耀设计研发完成,并于2024-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于忆阻器辅助逻辑的逻辑综合与验证方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于忆阻器辅助逻辑的逻辑综合与验证方法,包括如下步骤:S1、逻辑综合:使用ABC获取用于表示布尔函数的门级网表,将门级网表中的电路拓扑连接关系转换为DAG;采用DFS获得DAG中的每个节点的执行序列,计算出每个节点的映射成本值;获得电路中根节点的执行顺序;对于每一个根节点,递归地收集子节点并获得对应的执行序列,将执行序列中的节点依次映射到忆阻器阵列上,并生成对应的微操作符;S2、验证:解析生成的微操作符,并对其进行逻辑等价性和设计规则验证。该方法不仅减少了忆阻器单元的数量,而且计算周期的增加也十分有限,同时能够有效地验证映射结果的正确性,验证耗费的时间较短。
本发明授权一种基于忆阻器辅助逻辑的逻辑综合与验证方法在权利要求书中公布了:1.一种基于忆阻器辅助逻辑的逻辑综合与验证方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、逻辑综合:步骤S1.1、使用开源的逻辑综合工具ABC获取用于表示布尔函数的门级网表,将门级网表中的电路拓扑连接关系转换为有向无环图DAG;步骤S1.2、采用深度优先搜索DFS获得DAG中的每个节点的执行序列,计算出每个节点的映射成本值;步骤S1.2的具体过程为:对于DAG中的每个节点,朝着节点的扇入方向采用DFS获得每个节点对应的执行序列,其中,执行序列是一组节点的集合;采用提出的成本算法,针对每个节点对应的执行序列,计算该执行序列的映射成本值,并将其赋值为该节点的映射成本值;其中,提出的成本算法为:对于任一个节点及其对应的执行序列,将成本值cost以及标记值i的初始值均初始化为0,对于执行序列中的每个节点,如果节点的扇入数量等于0,那么i加1,如果i大于cost,则将i的值赋予cost;如果节点的扇入数量不等于0,那么i加1,如果i大于cost,则将i的值赋予cost;获取节点的子节点集合childnodes,对于childnodes中的每个节点,将节点的扇出数量减1,如果该节点的扇出数量变成0,那么i的值减1;按照上述成本算法计算执行序列中的每个节点之后获得的最终cost,即为该执行序列的映射成本值;步骤S1.3、基于DAG表示的逻辑网络,结合计算得到的映射成本值,获得电路中根节点的执行顺序;步骤S1.3中,利用智能算法结合提出的成本算法获得电路中根节点的执行顺序currentRoots,具体过程为:提出智能算法:使用DAG表示的逻辑网络N作为智能算法的输入,以currentRoots作为智能算法的输出,初始化:计数器count为0、初始温度initTemp为10、最终温度finalTemp为0.01、冷却率coolRate为0.8,获取电路中初始的根节点集合initialRoots;以initialRoots的初始的根节点的存储索引从小到大的顺序作为初始的根节点的执行顺序,按照初始的根节点的执行顺序以及提出的子节点收集方法,获取初始的执行序列;使用提出的成本算法获取电路的初始映射成本oldCost;其中,提出的子节点收集方法为:针对某个节点M,选取M的子节点时,首先选取映射成本值更高的子节点,如果映射成本值相同,则选取具有最小的最大扇出层级的子节点;如果最小的最大扇出层级相同,则按照DAG中节点的存储索引,按照从小到大的顺序选取节点;当初始温度大于最终温度时,进入外层循环;当计数器的值小于1000时,进入内层循环;在内层循环中,随机交换initialRoots中的两个根节点,得到新的initialRoots,以新的initialRoots的根节点的存储索引从小到大的顺序作为新的根节点的执行顺序,再按照新的根节点的执行顺序以及提出的子节点收集方法,获得新的执行序列newGates,使用提出的成本算法计算新的映射成本newCost,再计算对应的接受概率accp_prob,计算公式如下: 利用随机数生成器生成一个0到1之间的随机数,如果生成的随机数小于accp_prob的值,则将newCost的值赋给oldCost,并将initialRoots的值赋给currentRoots,然后将count的值加1;当count的值大于1000时,结束内层循环;每次内层循环结束时,计算initTemp与coolRate的乘积以更新initTemp的值;当initTemp的值小于或等于finalTemp的值时,结束外层循环,返回currentRoots;步骤S1.4、按照根节点的执行顺序,对于每一个根节点,递归地收集子节点并获得对应的执行序列,按照顺序将执行序列中的节点依次映射到忆阻器阵列上,并生成对应的微操作符;步骤S1.4的具体过程为:按照根节点的执行顺序,对于每一个根节点,利用提出的子节点收集方法递归地收集子节点并获得对应的执行序列,按照顺序将执行序列中的节点依次映射到由多个忆阻器单元组成的忆阻器阵列上,并生成对应的微操作符,其中,微操作符包含映射所需忆阻器单元的数量、映射所需计算周期以及每一个计算周期对应的具体的计算操作;S2、验证:解析生成的微操作符,并对其进行逻辑等价性和设计规则验证;步骤S2的具体过程为:通过微操作符解析器解析微操作符的文本文件,并将其转化为bench格式描述的LUT网络;使用ABC读入以verilog或者blif格式描述的布尔函数,在验证过程中作为设计规范,将设计规范转换成AIG网络,并使用ABC将AIG网络与LUT网络搭建Miter电路,得到对应的CNF文件;使用开源的SAT求解器kissat求解CNF文件,如果结果是UNSAT,则表明映射后生成的微操作符与设计规范之间是逻辑等价的,否则,映射后生成的微操作符与设计规范之间是逻辑不等价的;通过微操作符解析器将微操作符中的忆阻器单元索引解析并且存储为带有标记值的二维数组,其中:该二维数组中-2开头的一维数组表示首次初始化输出忆阻器单元为低阻态,即逻辑‘1’;该二维数组中-1开头的一维数组表示运算过程中重用忆阻器,即将已经使用过的忆阻器单元初始化为低阻态,即逻辑‘1’;二维数组中的每一个一维数组都代表微操作符的一个计算周期,每个计算周期中,第一个元素表示输出忆阻器单元的索引,其余元素表示输入忆阻器单元对应的索引;顺序地检查每一个计算周期是否满足条件:输出忆阻器单元被初始化为低阻态且输入忆阻器单元在此前的计算周期中使用过,如果二维数组中的所有计算周期均满足上述条件,则设计规则验证成功;如果有一个计算周期不满足上述条件,则设计规则验证失败。
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