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变值体系布尔函数优化特性分析及测试平台设计与实现

康青  
【摘要】: 作为逻辑体系的主要内容和表现方法,布尔函数在数字大规模集成电路的设计中扮演基础角色,它描述了二进制序列基于特定逻辑计算得到的布尔值输出,被广泛应用于组合电路、时序电路、有限自动机等设计领域。 在实际分析设计中,同一个逻辑问题可以用多个布尔函数标准形式来表示,这些表示也对应着不同的逻辑设计。为了最小化成本和提高部件效率,需要对布尔函数进行优化,从而达到降低逻辑设计结构复杂性的目的。随着大规模集成电路设计和制造工业的发展,布尔函数的优化问题研究,已经成为逻辑功能设计与实现的核心问题。 本文在传统真值逻辑体系的基础上,对几种布尔函数优化方法进行了研究和分析。利用真值逻辑体系,描述了一种新的逻辑体系—变值逻辑,描述了其相关基本概念及性质。在变值逻辑体系下,引入变值标准式,给出对应变值函数的标准形式,确定了布尔函数线性复杂度的概念及计算方法,用于分析布尔函数的优化特性。利用这些理论基础,建立了一个基础穷举测试平台,描述了它的设计与实现,该平台由基础数据生成、数据统计分析、图形化分析展示和基础接口四部分组成。该平台有效地对真值和变值体系下逻辑函数空间进行穷举分析,并对穷举得出的数据进行四种分析:单表数据1值数量变化、1值数量极值变化分析、组合极值变化分析、变值组合平均值分析,得出相应数据分析结果,从而得出逻辑函数在变值逻辑体系下的优化特性。


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