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《中国科学院上海冶金研究所》 2001年
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遗传算法在VLSI设计自动化中的应用研究

王小港  
【摘要】: 遗传算法不仅仅是一种单纯的优化算法,而是一种以进化思想为基础的一般方法,对于 复杂问题的解决是一个有力工具。遗传算法是概率性全局收敛的,具有并行性搜索、全局性 优化、算法设计简单、操作性强、效率高以及不依赖于问题的模型等特性。近些年来遗传算 法作为一种自适应启发式概率性迭代式全局搜索算法,在许多方面得到了应用。 本文在详细分析了遗传算法的原理的基础上,着重研究了VLSI的划分、布局、布线、 测试生成以及测试集的极小化等优化问题,并设计了相应的遗传算法。论文的主要工作和创 新有: 1.简单回顾了遗传算法的发展历程,并介绍了遗传算法的最新发展。对遗传算法的选 择、交叉、变异等遗传算子进行了讨论,给出了遗传算法的结构以及遗传算法设计的重点, 详细阐述了遗传算法的积木块理论,模式定理和NFL(No Free Lunch)原理。 2.分析了VLSI电路划分的性质和特点,提出了基于遗传算法的VLSI电路的划分方法, 设计了适用于电路划分的遗传算法,该算法不仅可以完成电路的二划分和K划分问题,还 能对有面积约束的多目标电路划分问题进行优化,得到了比较满意的结果。 3.研究了布局和布图规划问题,提出了一种新的基于遗传算法的VLSI布图规划方法。 在染色体的表达中,对软模块的不同形状和硬模块的布局方向进行了编码,并设计了有效的 启发式解码方法进行解码。算法能完成对布局面积和模块连线总长度同时进行优化的多目标 优化问题,其结果优于现有算法。 4.研究了多层通道布线问题,提出了一种基于通孔数最小化的多层通道布线算法。算 法采用非预留层模型,首先根据线网之间的位置关系利用遗传算法将各线网合理地分配到对 应的布线层中去,然后利用遗传算法得到相关有线层中线网的最佳布线顺序向量,最后根据 得到的顺序向量利用“沉积法”将各线网布于合理的通道上。该算法克服了传统通孔优化算法 中原始布线对优化结果的不利影响,使通孔的优化达到很好的效果,其结果优于已有算法。 5.讨论了组合逻辑电路的故障诊断的方法,故障的类型。并在详细分析伪穷举算法的 基础上,给出了基于遗传算法的适用于伪穷举算法的分块算法(DGP-GA)和着色方法 (MCR-GA)。可以大大减少电路完全测试所需的测试矢量的数目,对加速测试过程和减小测 试代价有积极的意义。 6.讨论了测试集的优化问题,通过对编码方式的讨论,评估函数的设计,分别给出了 面向测试矢量的测试集优化遗传算法和面向故障的测试集优化算法,较好的解决了测试矢量 集最小化问题。
【学位授予单位】:中国科学院上海冶金研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN402

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 马飒飒;赵守伟;王光平;;基于智能混合策略的测试集优化[J];测试技术学报;2007年04期
2 侯艳丽;赵春晖;胡佳伟;;基于粒子群算法的故障测试集优化[J];电子测量与仪器学报;2008年04期
3 俞龙江,彭喜源,彭宇;基于蚁群算法的测试集优化[J];电子学报;2003年08期
4 乔家庆;付平;尹洪涛;;基于遗传排序的测试集优化[J];电子学报;2007年12期
5 尚玉玲,颜学龙,雷加,李春泉;遗传算法的板级边界扫描测试矢量优化及应用[J];计算机工程与应用;2004年20期
6 周颖波;邝继顺;杨鹏;;基于FPGA的遗传算法流水线设计与实现[J];计算机工程;2011年07期
7 赵守伟;马飒飒;吴国庆;;基于故障仿真的诊断知识获取关键技术研究[J];计算机仿真;2008年01期
8 王红霞;叶晓慧;潘佳梁;张丽;;基于粘贴模型的测试优选[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年02期
9 赵中煜;彭宇;彭喜元;;基于紧致遗传算法的组合电路测试集压缩[J];仪器仪表学报;2008年11期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 袁东辉;蚁群算法在飞行模拟器平台中若干应用问题的研究[D];吉林大学;2011年
2 黄越;数字集成电路自动测试生成算法研究[D];江南大学;2012年
3 南国芳;VLSI物理设计中关键问题求解的算法研究[D];天津大学;2004年
4 黄训诚;基于蚁群算法的超大规模集成电路布线研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 周渝;基于蚁群算法的数字电路测试模式生成研究[D];华中科技大学;2005年
2 周俊;超大规模集成电路的物理设计研究[D];同济大学;2007年
3 高阳;基于蚁群算法的集合覆盖问题求解及其应用研究[D];江南大学;2007年
4 周颖波;基于FPGA的遗传算法流水线实现[D];湖南大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 应昌胜,洪先龙,王尔乾,黄肃亮;宏单元模式分级布图规划方法[J];半导体学报;1991年04期
2 黄浦江,洪先龙,王尔乾;一个新的Over-The-Cell布线算法[J];半导体学报;1992年08期
3 胡卫明,严晓浪;性能驱动的多层布线有约束分层及其神经网络求解方法[J];半导体学报;1999年12期
4 洪先龙,潘立,王尔乾;VLSI和PCB双层布线中的通孔最少化算法[J];半导体学报;1996年07期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方祥圣;曹先霞;;系统芯片SOC的BIST测试研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年03期
2 须自明;苏彦鹏;于宗光;;基于March C-算法的SRAM BIST电路的设计[J];半导体技术;2007年03期
3 谢民,蔡懿慈,洪先龙;一种新的无网格拆线重布算法[J];半导体学报;2002年01期
4 王小港,姚林声,甘骏人;基于遗传算法的VLSI布图规划方法[J];半导体学报;2002年03期
5 曾凡锋,马润津,蔡自兴;基于改进遗传算法的系统参数辨识方法[J];北方工业大学学报;1998年01期
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7 袁艺芳,徐茂生;计算机联锁系统可靠性研究[J];北方交通大学学报;2002年03期
8 徐洪泽,燕永田,徐立新;计算机联锁控制系统的进路生成算法研究[J];北方交通大学学报;1998年05期
9 龚秀军;魏巍;魏曙光;纪伯公;;装甲车辆数字灭火控制系统BIT优化设计研究[J];车辆与动力技术;2011年03期
10 马登武;马羚;吕晓峰;;某型飞机武器控制系统交联组件测试仪[J];兵工自动化;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周龙;赵婧华;刘洁;;自动测试设备的故障检测方法[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
2 王新玲;王红;封锦琦;;基于边界扫描的互连测试技术实现[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年
3 刘铁男;陈广义;刘延力;徐保昌;;油藏系统的函数型连接网络模型和参数辨识[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
4 田军;寇纪淞;李敏强;;遗传算法中自适应变异算子的优化[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
5 刘长有;薛原;;双伺服机分层旋转货架拣选路径优化的改进算法[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
6 刘长有;薛原;石青辉;;固定货架中大规模拣选任务的拣选路径优化[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
7 宁小玲;孙臣良;秦亮;程江涛;;基于IEEE1445标准的电路板自动测试结构设计与实现[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(上册)[C];2007年
8 周浔;王晓丽;任锐;;多传感器信息融合技术在现代电子装备故障诊断中的应用[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年
9 李广峰;张伏龙;;装甲装备智能故障诊断技术研究[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年
10 杜社会;刘美荣;阳辉;方葛丰;;大规模集成电路相关测试标准的剖析[A];第二十届电工理论学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林弥;基于共振隧穿器件RTD的二值和三值电路研究与设计[D];浙江大学;2010年
2 袁东辉;蚁群算法在飞行模拟器平台中若干应用问题的研究[D];吉林大学;2011年
3 孙思扬;基于改进遗传算法的小型化宽带微带天线设计[D];北京邮电大学;2011年
4 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 李军华;基于知识和多种群进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 黄越;数字集成电路自动测试生成算法研究[D];江南大学;2012年
7 黄辉先;城市交通信号优化控制方法的研究[D];西北工业大学;2000年
8 庄昌文;超大规模集成电路若干布线算法研究[D];电子科技大学;2001年
9 张徐亮;一种动态数据结构——池及其在VLSI电路布局设计中的应用[D];电子科技大学;2001年
10 蒋培;基于竞争性共同进化遗传算法求解对抗性问题[D];合肥工业大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董立国;遗传算法和投影寻踪分类模型在工程评标中的应用[D];河北工程大学;2010年
2 王志超;基于IP核测试的测试生成研究与仿真设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 吴秋宁;泡沫式节水生态厕所电子系统故障诊断方法研究[D];昆明理工大学;2010年
4 胡明明;P2P混合结构流媒体内容分发服务器带宽分配算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 邹宇;未知电路板检测机理和方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 金敏;基于类电磁算法的自动组卷系统研究[D];武汉理工大学;2011年
7 华大年;手机产品信息垂直搜索引擎系统设计与开发[D];武汉理工大学;2011年
8 李丽丽;集装箱堆场布局与场桥调度优化研究[D];大连海事大学;2011年
9 杨静;片上网络(NoC)的互连串扰测试方法研究[D];电子科技大学;2011年
10 黄玲;雷达数字电路板板级故障诊断研究与实现[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 来金梅;片上系统芯片设计与静态时序分析[J];半导体技术;1999年06期
2 邝小飞,金湘亮;集成电路技术发展的物理极限挑战与对策[J];半导体情报;2001年05期
3 陈春鸿,唐璞山;集成电路的连线时延及其在版图设计中的估算[J];半导体学报;1997年07期
4 姚波,侯文婷,洪先龙,蔡懿慈;FAME:一个标准单元模式下基于最小割和枚举的快速详细布局算法(英文)[J];半导体学报;2000年08期
5 李春辉,范明钰,庄昌文,虞厥邦,黄劲;基于可靠性及噪声约束的电源/地线优化设计[J];半导体学报;2000年08期
6 王小港,姚林声,甘骏人;基于遗传算法的VLSI布图规划方法[J];半导体学报;2002年03期
7 杨昌玲,严晓浪;SERR:基于模拟进化技术的性能驱动总体布线算法[J];半导体学报;1998年02期
8 庄昌文,范明钰,李春辉,虞厥邦;基于协同工作方式的一种蚁群布线系统[J];半导体学报;1999年05期
9 杨露;沈怀荣;;测试点设计的一种快速优化方法[J];兵工学报;2007年03期
10 丁洁;王学伟;;时序电路SACO和PSO混合算法的测试矢量生成[J];北京化工大学学报(自然科学版);2011年05期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 庄昌文;超大规模集成电路若干布线算法研究[D];电子科技大学;2001年
2 张徐亮;一种动态数据结构——池及其在VLSI电路布局设计中的应用[D];电子科技大学;2001年
3 丁敏;可满足性问题算法研究以及在时序电路等价验证中的应用[D];复旦大学;2005年
4 刘歆;数字电路的故障测试模式生成方法研究[D];华中科技大学;2004年
5 莫鸿强;遗传算法搜索能力和编码方式研究[D];华南理工大学;2001年
6 姚志江;异步时序电路测试生成研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
7 高燕;基于寄存器传输级层次模型的测试生成研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2003年
8 许川佩;时序电路测试生成算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
9 侯艳丽;数字集成电路测试生成算法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴春英;基于FPGA的遗传算法硬件化技术的研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 赵岩岭;数模混合电路可测试性的若干问题研究[D];合肥工业大学;2004年
3 陈震亦;粒子群优化算法研究及其在TSP问题中的应用[D];福州大学;2005年
4 王脂丹;基于FPGA的遗传算法实现技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
5 赵宇;基于规划的密码协议自动化验证技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年
6 肖媛;基于遗传算法的自反馈测试生成方法研究[D];湖南大学;2009年
7 钟汝刚;基于遗传算法的测试生成在FPGA上的研究与实现[D];湖南大学;2009年
8 王玉体;基于FPGA并行遗传算法的硬件实现技术研究[D];南昌大学;2008年
9 李书华;基于DA算法的FIR数字滤波器设计及其FPGA实现[D];湘潭大学;2009年
10 吕小巧;一种基于FPGA的改进遗传算法硬件设计研究[D];江西理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程龙;蔡远文;李岩;;基于仿真与数据挖掘的运载火箭测发故障分析方法[J];导弹与航天运载技术;2010年02期
2 刘飞;谷宏强;郭利;;遗传粒子群算法在测试节点优选中的应用[J];弹箭与制导学报;2010年02期
3 刘杰;梁华国;徐三子;;一种基于分块编码和优化排序的测试数据压缩技术[J];电子测量与仪器学报;2009年05期
4 金翠云;王建林;马江宁;王颖;;改进的PSO算法及其在PID控制器参数整定中的应用[J];电子测量与仪器学报;2010年02期
5 张萍;魏平;;基于变异粒子群的快速运动估计算法[J];电子测量与仪器学报;2011年01期
6 张晶;胡学钢;张斌;;基于蜕变关系的聚类程序测试方法[J];电子测量与仪器学报;2011年08期
7 乔家庆;付平;尹洪涛;;基于遗传排序的测试集优化[J];电子学报;2007年12期
8 周雄伟;熊庆国;况海龙;孙艳琴;李倩;;基于遗传算法的组合逻辑电路设计的FPGA实现[J];电子设计工程;2012年01期
9 任哲平;牛春平;;解决故障征兆误判和混淆的典型互连诊断算法分析[J];车辆与动力技术;2013年03期
10 牛新征;佘堃;秦科;周明天;;移动P2P网络的协作缓存优化策略[J];计算机研究与发展;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 袁东辉;蚁群算法在飞行模拟器平台中若干应用问题的研究[D];吉林大学;2011年
2 张静;认知无线网络决策与管理关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
3 杨成林;模拟故障字典技术测点选择问题研究[D];电子科技大学;2011年
4 韩力英;集成电路中版图处理及互连线优化技术的研究[D];河北工业大学;2011年
5 黄越;数字集成电路自动测试生成算法研究[D];江南大学;2012年
6 王宏;求解资源受限项目调度问题算法的研究[D];天津大学;2005年
7 冷明;基于多水平方法的无向图剖分及其在VLSI设计中的应用研究[D];上海大学;2008年
8 牛新征;移动对等网络若干关键技术的研究[D];电子科技大学;2008年
9 俞洋;系统芯片测试优化关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任洪丽;基于形式化方法的软件测试技术研究[D];江南大学;2011年
2 王健;公交司售人员排班集合覆盖问题的求解算法研究与实现[D];北京交通大学;2011年
3 石飞燕;数据密集型计算中副本优化机制研究[D];武汉理工大学;2011年
4 阳习书;基于NiosⅡ内核的板级BIST测控技术研究[D];电子科技大学;2011年
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6 章胜;GHz级数字模块的测试结构设计与实现[D];国防科学技术大学;2011年
7 向刚;SoC测试优化及其应用技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 俞云新;蚁群算法研究及其应用[D];华东交通大学;2011年
9 陈亮;基于IEEE1445标准的电路故障诊断技术研究与实现[D];华中科技大学;2004年
10 陈希;网络化边缘扫描测试控制器的研制与系统组建[D];电子科技大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡卫明,何厚武,严晓浪;性能驱动系统划分的均场退火方法[J];半导体学报;1998年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张培勇;严晓浪;史峥;;一种基于遗传算法的VDSM IC电源网格动态IR-drop分析新方法[J];电路与系统学报;2006年01期
2 李玉鲲,李明涛,李玉鹏,胡昆仑;遗传算法在VLSI计算机辅助设计中的应用[J];半导体技术;2002年12期
3 杨鸿春;刘刚;易艳红;;遗传算法在商业中的应用及其展望[J];上海商学院学报;2005年04期
4 陈春香;胡光道;李悦乔;;适用于函数发现的遗传算法设计开发[J];计算机应用;2006年S2期
5 王凯;张永祥;李军;;遗传算法和支持向量机在机械故障诊断中的应用研究[J];机械强度;2008年03期
6 邹晓华;倪天权;;遗传算法在船舶转向避碰幅度决策中的应用研究[J];舰船电子对抗;2006年03期
7 刘婧;刘弘;;人工神经网络模型的对比分析及应用研究[J];信息技术与信息化;2007年02期
8 杜时英;佟树成;;混合遗传算法在矩形板材下料问题上的应用研究[J];绍兴文理学院学报(自然科学版);2008年04期
9 梅颖;朱良生;;GA在传动优化设计中的应用研究[J];微计算机信息;2009年04期
10 吴昳恬;;免疫算法原理及应用研究[J];科技信息;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘瑞华;刘建业;;遗传算法在捷联惯导初始对准中的应用研究[A];第二十届中国控制会议论文集(上)[C];2001年
2 李平;贾利民;;遗传算法在列车运行调整中的应用研究[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年
3 侯利娟;宾光兴;;遗传算法在动态信道分配中的应用研究[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
4 袁萃;杨青真;段卓毅;;遗传算法在翼型优化设计中的应用研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 钟秋;钱锋;;遗传算法在神经网络中的应用研究[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
6 俞震;徐立新;葛伟亮;;遗传算法的改进及其在人工神经元网络中的应用研究[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
7 刘第楷;徐家云;李桂青;;进化计算理论在结构控制中的应用研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1997年
8 牟在根;颜谋;陈云周;修龙;;桁架结构优化设计的遗传算法应用研究[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年
9 李露;侯伯岩;;遗传算法在机械方案设计中的应用研究[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
10 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
2 ;VLSI公布2002年度十佳半导体设备供应商[N];中国电子报;2002年
3 王俊;“统计在法律中的应用研究”研讨会召开[N];中华新闻报;2009年
4 白冰;粤港成立科技合作资助计划支援应用研究项目[N];大众科技报;2004年
5 ;碳纤维复合材料应用研究获新突破[N];中国高新技术产业导报;2005年
6 熙隆;一批成熟的纳米包装项目已得到应用[N];中国包装报;2006年
7 四平市铁东区教师进修学校 李艳;WiKi可应用于教学[N];计算机世界;2006年
8 本报记者 王爱娥;注重老药新用途的应用研究[N];农资导报;2006年
9 本报记者 王海艺;重视技术 成就发展[N];中国花卉报;2007年
10 记者 吴刚;络病理论及应用研究获突破性进展[N];中国劳动保障报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王小港;遗传算法在VLSI设计自动化中的应用研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
2 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
3 蒋峥;区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究[D];浙江大学;2005年
4 王彪;计算机视觉技术在低空突防与精确打击中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
5 南国芳;VLSI物理设计中关键问题求解的算法研究[D];天津大学;2004年
6 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
7 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
8 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
9 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖伟甲;基于遗传算法与模拟退火的VLSI布局算法[D];西安电子科技大学;2010年
2 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
3 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
4 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
5 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
7 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
8 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
9 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
10 栾丽霞;遗传算法在潍坊商校排课系统的研究与应用[D];电子科技大学;2011年
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