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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
5 甘骏人;一种连通孔最小化的通道布线算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1991年04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
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6 李开成,程荫杭;微机化叠加点式信息系统安全性可靠性研究[J];北方交通大学学报;2000年05期
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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10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
10 胡满江;基于车载机器视觉的安全带识别方法研究[D];江苏大学;2014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】
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1 廖俊,朱世强,林建亚,任德祥;遗传算法在T-S模糊模型辨识中的应用[J];信息与控制;1997年02期
2 刘健庄,谢维信,高新波;一种图象中基元检测的新方法[J];电子与信息学报;1997年02期
3 金耀初;蒋静坪;;基于遗传算法的模糊控制器分析[J];模式识别与人工智能;1997年01期
4 曹先彬;庄镇泉;;一种基于遗传算法的模糊规则生成方法[J];模式识别与人工智能;1997年02期
5 夏文,王华芝;遗传算法在多波束赋形天线优化中的研究[J];北京邮电大学学报;1998年04期
6 龙甫荟,郑南宁,张晓缋;基于多层感知遗传算法的图象分割新方法[J];控制理论与应用;1998年02期
7 刘莹,王宝树,马建峰,杨耆董;模糊聚合及遗传算法在多传感器数据融合中的应用[J];电子科技;1998年01期
8 黄海贇,戚飞虎;一种精确标定摄像机的遗传算法方案(英文)[J];红外与毫米波学报;2000年01期
9 徐小力,许宝杰,殷健;采用遗传算法的旋转机组状态趋势预测之探讨[J];机械科学与技术;2000年05期
10 陈勇,邓先灿;基于遗传算法的微波电路优化方法[J];微波学报;2000年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
3 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
4 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
5 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
6 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
7 朱秀娥;周宝焜;;振动筛设计的遗传算法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
8 何奉道;梁向阳;;基于遗传算法的机车周转图优化编制方法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 刘忠凯;薛正辉;任武;李伟明;高本庆;;用遗传算法优化八木天线[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
10 汝勇;杨树强;;遗传算法在历史性约束组合优化问题中的应用[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年
6 易水;IT新词集锦[N];计算机世界;2003年
7 李磊;让电子政务更聪明[N];计算机世界;2001年
8 高澜庆;矿山企盼智能化[N];中国矿业报;2000年
9 记者 吴苡婷;用技术挖出网络信息中“金子”[N];上海科技报;2009年
10 顾正华 唐洪武 肖洋 河海大学水利水电工程学院 李云 南京水利科学研究院水工研究所;水流智能模拟大步走来[N];中国水利报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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5 陈霄;DNA遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
6 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 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
8 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
9 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
10 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
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