忆阻器电路蕴含逻辑综合与优化技术
2025-02-21 16:06
No.1342527904864804864
技术概要
PDF全文
本技术介绍了一种忆阻器电路蕴含逻辑的综合与优化方法。该方法首先利用ABC工具和基于节点感知成本函数的模拟退火算法,得到表示布尔函数的门级网表。随后,将网表中的逻辑门转换为忆阻器电路,并进行优化。该技术旨在提高电路性能,降低功耗,并优化电路设计。
背景技术
近年来,随着摩尔定律接近其极限,冯·诺伊曼架构面临着“内存墙”瓶颈,这阻碍了处理器性能并导致能耗增加。这一挑战促使人们对替代计算范式进行了广泛的研究,包括量子计算、光学计算和利用非易失性存储器的内存计算。其中,内存计算因其能够实现节能计算并克服冯·诺伊曼架构的局限性而受到广泛关注。该领域突出的非易失性存储器技术包括相变存储器(Phase-change Memory,PCM)和基于忆阻器的电阻式随机存取存储器(Resistive Random-access Memory, RRAM)等。内存计算可以应用于模拟和数字计算范式。模拟方法通常用于神经网络实现中的矩阵向量乘法(Matrix-vector Multiplication,MVM),其中乘法和累加(Multiplication and Accumulation,MAC)是基于固有的物理特性(如基尔霍夫定律)执行的。与传统的基于CMOS的计算平台相比,它显示出更优的能量和延迟性能。然而,模拟存内计算的精度是有限的,因此它不适合高精度、高要求的科学计算。相比之下,数字存内计算能够实现精确的逻辑计算,使其非常适合科学模拟。使用忆阻器开发了几种逻辑设计风格,包括物质蕴含(Implication,IMPLY)、忆阻器辅助逻辑(Memristor-aided Logic, MAGIC)等。值得注意的是,IMPLY范式因其高效紧凑的设计而特别引人注目,因为忆阻开关可以执行“有状态”逻辑操作,将逻辑和内存功能集成在同一设备中。 为了实现大规模的基于蕴含逻辑电路的设计,逻辑综合和设计自动化至关重要,因为它们有助于这些先进电路的高效和可扩展开发。对于标准数字逻辑,随着时间的推移,已经开发了各种综合工具。目前一个有效的工具是逻辑综合开源工具ABC,它执行布尔函数的工艺无关优化,然后进行工艺映射。然而,对于蕴含逻辑电路,忆阻器的存储特性减少了计算过程中的数据移动,但在存在多个扇出时,原始输入值被存储值覆盖,从而带来了计算顺序的挑战。传统的逻辑综合工具不是旨在解决这些问题,因此必须分析这些工具生成的结果是否存在上述扇出问题。区别于传统的CMOS电路,忆阻器有其特定的面积和延迟约束,其中面积被定义为输入和工作忆阻器的总数,延迟被定义为蕴含和FALSE操作所需的脉冲总数。因此,研究和开发专门针对忆阻器电路和蕴含逻辑的综合方法至关重要。 当前用于基于忆阻器电路的蕴含逻辑综合方法,利用重复生成正确扇出的逻辑或将结果临时复制到另一个忆阻器来解决扇出问题结构,在此基础上进一步寻找更优的无扇出问题的子电路。然而这种方法只专注于优化用于解决扇出问题的结构内的节点,即电路结构的优化。而没有考虑逻辑综合的其他方面,这使得解决电路扇出问题后,电路的操作脉冲数量和忆阻器的数量并不是最优的结果。
实现思路
阅读余下40%
技术概要为部分技术内容,查看PDF获取完整资料
该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
储著飞  刘婷婷  夏银水  王伦耀
技术所属: 宁波大学
相关技术
一种基于属性感知的Web网页信息抽取方法及装置 一种基于属性感知的Web网页信息抽取方法及装置
一种场景问答模型生成方法及装置 一种场景问答模型生成方法及装置
社交媒体特征数据的预估方法及装置 社交媒体特征数据的预估方法及装置
一种基于数字孪生的双向DC/DC变换器状态监测方法 一种基于数字孪生的双向DC/DC变换器状态监测方法
基于模仿学习的驾驶培训教学方法及系统 基于模仿学习的驾驶培训教学方法及系统
一种多参与方监理数据管理方法 一种多参与方监理数据管理方法
风电低出力事件判别及功率预测模型训练方法及装置 风电低出力事件判别及功率预测模型训练方法及装置
一种基于贪心策略的抗社交网络用户身份关联方法 一种基于贪心策略的抗社交网络用户身份关联方法
直流变换器故障诊断方法、装置、设备、介质及程序产品 直流变换器故障诊断方法、装置、设备、介质及程序产品
一种商业秘密保护泄密点分析的方法 一种商业秘密保护泄密点分析的方法
技术分类
电信、广播电视和卫星传输服务 电信、广播电视和卫星传输服务
互联网软件服务 互联网软件服务
集成电路设计 集成电路设计
信息集成数字服务 信息集成数字服务
电气机械制造 电气机械制造
计算机、通信、电子设备制造 计算机、通信、电子设备制造
医药制造、生物基材料 医药制造、生物基材料
石油煤矿化学用品加工 石油煤矿化学用品加工
化学原料制品加工 化学原料制品加工
非金属矿物加工 非金属矿物加工
金属制品加工 金属制品加工
专用设备制造 专用设备制造
通用设备制造 通用设备制造
通用零部件制造 通用零部件制造
汽车制造业 汽车制造业
铁路、船舶、航天设备制造 铁路、船舶、航天设备制造
电力、热力生产和供应 电力、热力生产和供应
燃气生产和供应 燃气生产和供应
水生产和供应 水生产和供应
房屋建筑、土木工程 房屋建筑、土木工程
交通运输、仓储和邮政 交通运输、仓储和邮政
农、林、牧、渔业 农、林、牧、渔业
采矿业 采矿业
农副、食品加工 农副、食品加工
烟草、酒水加工 烟草、酒水加工
纺织皮具居家制品 纺织皮具居家制品
文教体娱加工 文教体娱加工
苏ICP备18062519号-5 © 2018-2025 【123技术园】 版权所有,并保留所有权利