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随着半导体制造工艺迅速发展,超大规模集成电路VLSI(Very Large Scale Integration)的综合性能指标逐渐成为信息产业发展的重要指标之一。由于芯片单位面积的集成度飞速提升,相应的集成电路功耗与延时快速增加,进而阻碍功能电路多样性的发展。传统数字电路采用二值逻辑函数来表示,其电路的单线携带信息能力较低,系统间的数据传输线较多,不利于高速数字信号的处理。与二值逻辑相比,基于多值逻辑的数字电路能有效降低芯片的面积和成本,提高系统整体的通信速度。在多值逻辑电路中,以三值为最小值的基,对应的数字电路较易于实现与操作,因此针对三值电路的研究比较有实用性。三值电路的函数表达式既可以用传统Boolean逻辑进行解析,也可以采取Reed-Muller(RM)逻辑来解析。对于RM逻辑,常用的三值逻辑电路主要有混合极性(Mixed-polarity Reed-Muller,MPRM)与固定极性(Fixed-polarity Reed-Muller,FPRM)两种函数表达式。对于输入变量数为n的三值FPRM电路,其输出功能函数对应3n个极性互异的函数展开式,查找表达式的最优极性成为评估延时的关键要素。本文通过对三值FPRM电路延时优化模型的建立,结合三值列表极性变换方法和仿生群体智能优化算法,针对以下四个方面的内容进行研究:1.基于XOR/AND逻辑的三值FPRM电路最佳延时极性搜索:根据三值FPRM电路函数展开式和类Huffman算法,评估某一极性下FPRM电路的延时,并结合三值极性列表变换方法,实现对中小规模三值FPRM电路的延时最佳极性优化。2.基于自适应粒子群(Self-adaptive Mutation on Particle Swarm Optimization,SMPSO)算法的三值FPRM电路延时优化:研究基本粒子群算法及其改进的自适应变异粒子群算法,构建三值FPRM电路延时优化模型,设置适应度函数评估电路延时,实现查找较大规模三值FPRM电路的延时最佳极性。3.基于蝙蝠算法(Bat-inspired Algorithm,BA)的三值FPRM电路延时极性优化:研究蝙蝠算法,结合三值FPRM电路延时模型,建立适应度函数评估电路延时,提出一种三值FPRM电路的延时优化改进策略。4.基于杂草蝙蝠算法(Invasive Weed Bat Algorithm,IWBA)的三值FPRM电路延时和面积优化:研究蝙蝠算法,通过引入杂草算子,改进算法的局部搜索能力,并利用该智能搜索算法对三值FPRM电路的延时和面积极性搜索进行综合优化。文中针对三值FPRM电路延时的极性优化策略,使用C语言编程实现,并在Windows中基于Dev-C++的集成开发环境下调试运行,最后利用MCNC Benchmark基准测试电路进行实验测试。实验结果表明,结合仿生智能算法,三值FPRM电路在延时与面积方面的极性优化有较好的效果。