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基于量子遗传算法的XOR/AND电路功耗和面积优化
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:浙江大学学报(工学版)
  • 时间:0
  • 页码:1982-1987
  • 语言:中文
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程] TN302[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]宁波大学电路与系统研究所,浙江宁波315211, [2]复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室,上海201203, [3]浙江大学数字技术及仪器研究所,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60676020,60776022);浙江省科技计划资助项目(2008C21166);宁波大学胡岚优秀博士基金资助项目.
  • 相关项目:量子计算电路的设计和综合
中文摘要:

通过研究量子遗传算法、XOR/AND逻辑展开式及其对应电路的功耗和面积关系,提出一种基于量子遗传算法的单输出XOR/AND电路功耗和面积同时优化的算法.从量子比特、量子叠加态的概念出发,结合XOR/AND电路的功耗估计模型,以XOR/AND门电路数衡量电路面积,利用染色体编码、适应度函数构造和量子旋转门调整等方法,有效实现了功耗和面积的折中.将提出算法与遍历算法和整体退火遗传算法进行比较,结果表明该算法高效、稳定、收敛速度快.对较大规模电路的测试结果表明,该算法的优化结果与极性为零时的XOR/AND电路相比,功耗和面积平均节省了81.7%和54.7%.

英文摘要:

By studying quantum genetic algorithm, XOR/AND logic expansions and the relationship of circuit power dissipation and area, this work proposed an algorithm based on quantum genetic algorithm to simultaneously optimize the power dissipation and area of single output XOR/AND circuits. This algorithm uses the power estimation model of XOR/AND circuits, applies the number of XOR/AND gate circuits to measure the circuit area, and combines with qubit chromosomes, fitness function and adjustable strategy of rotation angle, which under the concepts of quantum bits and quantum superposition. This algorithm implements the performance trade off of power dissipation and area effectively. Compared with the traversal search algorithm and the whole annealing genetic algorithms, this algorithm has high efficiency, good stability, and especially fast convergence. The optimization results shows 81.7% and 54.7% averagely savings of the power dissipation and area of the XOR/AND circuits under the best polarity which is searched by the proposed algorithm, compared to those of the XOR/AND circuits under polarity zero in the large-scale test circuit verification.

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期刊论文 18 会议论文 12 获奖 2 著作 1
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期刊信息
  • 《浙江大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:岑可法
  • 地址:杭州市浙大路38号
  • 邮编:310027
  • 邮箱:xbgkb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87952273
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-973X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1245/T
  • 邮发代号:32-40
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊质量评比二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21198