一种针对QCA电路自动布局布线的混合策略研究

作     者：李杨帅 彭斐 韩倩 李小帅 解光军 LI Yang-shuai;PENG Fei;HAN Qian;LI Xiao-shuai;XIE Guang-jun

作者机构：合肥工业大学微电子学院安徽合肥230009 国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230009 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2023年第51卷第3期

页      码：666-674页

摘      要：量子元胞自动机(Quantum Cellular Automata,QCA)电路的自动布局布线是在相关约束条件下自动放置电路单元、自动形成连线,实现门级或元胞级电路的设计过程,是QCA电路设计大型化、复杂化和系统化的必要工具.布局布线算法设计过程中最大的难题是如何解决“时钟同步”,随着二维时钟方案提出,该问题的解决方案变得更加策略化,但仍存在诸多缺陷,如成功率低,布局面积较大等.本文将二维时钟方案的布局布线问题抽象成组合优化模型,提出了一种基于遗传算法GA(Genetic Algorithm)和改进A^(*)算法的混合策略.两种算法相互配合搭建可能的电路布局,并通过精心设计的适应度函数,搜索满足时钟同步的个体,最终实现从硬件电路到二维时钟方案上的门级布局.实验结果表明,本算法在目前被广泛应用的二维时钟方案USE(Universal,Scalable and Efficient)上的布局成功率接近100%.相较当前世界上最先进的两个QCA布局布线工具fiction和Ropper,本算法可适用电路规模更大(逻辑门数量大于10),在成功率和生成布局面积上都有大幅度的优化.

主 题 词：元胞自动机 布局布线 组合优化 遗传算法 A^(*)算法 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.12263/DZXB.20211212

馆 藏 号：203120982...