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逻辑综合工具开发框架的设计与应用
1
作者 何中海 廖勇 +4 位作者 甘涛 罗瑜 周帆 刘乐源 陈波 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第2期152-161,共10页
随着特色化示范性软件学院建设的推进,大型工业软件尤其是电子设计自动化(EDA)工具的开发日益成为人才培养的重点方向。EDA工具在芯片设计中扮演着核心角色,而逻辑综合工具则是其关键组成部分。但现有课程多侧重于工具应用,缺乏对逻辑... 随着特色化示范性软件学院建设的推进,大型工业软件尤其是电子设计自动化(EDA)工具的开发日益成为人才培养的重点方向。EDA工具在芯片设计中扮演着核心角色,而逻辑综合工具则是其关键组成部分。但现有课程多侧重于工具应用,缺乏对逻辑综合工具开发实践的深入教学。该文针对此问题,基于支架式教学理念,设计并实现了逻辑综合工具开发框架LoSTDeF,同时配套开发了实验内容和数据集。利用LoSTDeF,学生能够在实验中深入理解硬件设计的优化过程,提升在EDA工具开发领域的实践能力。教学实践表明,LoSTDeF不仅增强了学生对逻辑综合相关知识和算法的理解,而且有效提升了他们的实践技能。 展开更多
关键词 EDA工具 逻辑综合工具 支架式教学 实验框架 实践教学
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面向低磨损存内计算的多状态逻辑门综合
2
作者 赵安宁 许诺 +4 位作者 刘康 罗莉 潘炳征 薄子怡 谭承浩 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第3期620-632,共13页
通过融合布尔逻辑和非易失存储的功能,忆阻状态逻辑电路可以消除计算过程中的数据移动,实现在存储器中计算,打破传统冯·诺依曼计算系统的“存储墙”和“能耗墙”.近年来,通过构建条件转变到数学逻辑关系之间的映射,已经有一系列存... 通过融合布尔逻辑和非易失存储的功能,忆阻状态逻辑电路可以消除计算过程中的数据移动,实现在存储器中计算,打破传统冯·诺依曼计算系统的“存储墙”和“能耗墙”.近年来,通过构建条件转变到数学逻辑关系之间的映射,已经有一系列存内状态逻辑门被提出,功能覆盖IMP,NAND,NOR,NIMP等多个逻辑运算.然而,复杂计算过程到存内状态逻辑实现的自动化综合映射方法仍处于萌芽阶段,特别是缺少针对器件磨损的探讨,限制了设备维修不便的边缘计算场景应用.为降低复杂存内状态逻辑计算过程的磨损(翻转率),实现了一种面向低磨损存内计算的多状态逻辑门综合映射过程.与领域内熟知的SIMPLER MAGIC状态逻辑综合流程相比,该综合映射流程在复杂计算过程的翻转率上实现了对EPFL,LGSynth91的典型基准测试电路分别平均35.55%,47.26%以上的改进;与最新提出的LOSSS状态逻辑综合流程相比,在复杂计算过程的翻转率上实现了对EPFL,LGSynth91的典型基准测试电路分别平均8.48%,6.72%以上的改进. 展开更多
关键词 忆阻器 状态逻辑 翻转率 逻辑综合与映射 低磨损
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基于半张量积的逻辑综合研究进展 被引量：1
3
作者 储著飞 马铖昱 +4 位作者 闫鸣 潘家祥 潘鸿洋 王伦耀 夏银水 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3490-3502,共13页
逻辑综合在现代电子设计自动化流程中扮演着至关重要的角色。随着计算能力的不断增强以及新的计算范式的涌现,各种高效的布尔可满足性(SAT)求解器和电路仿真器(Simulator)得以开发,并在逻辑综合的领域取得了显著的应用。该文首先对布尔... 逻辑综合在现代电子设计自动化流程中扮演着至关重要的角色。随着计算能力的不断增强以及新的计算范式的涌现,各种高效的布尔可满足性(SAT)求解器和电路仿真器(Simulator)得以开发,并在逻辑综合的领域取得了显著的应用。该文首先对布尔可满足性问题和电路逻辑仿真器进行了简要介绍;其次回顾了矩阵半张量积的发展历程,并根据半张量积的基本原理深入阐述了其在推理引擎和逻辑综合方面的研究进展;最后,对未来可能对逻辑综合产生重大影响的新技术进行了展望。 展开更多
关键词 逻辑综合 逻辑优化 推理引擎 半张量积
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四量子可逆逻辑电路快速综合算法 被引量：14
4
作者 李志强 陈汉武 +2 位作者 徐宝文 肖芳英 薛希玲 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2081-2089,共9页
量子可逆逻辑电路综合是以较小量子代价自动构造所求量子可逆逻辑电路.本文提出了一种新颖高效的4量子电路综合算法,巧妙构造置换的最短编码,通过对量子电路进行特定拓扑变换,无损压缩n量子最优电路占用内存空间近2×n!倍,通过对已... 量子可逆逻辑电路综合是以较小量子代价自动构造所求量子可逆逻辑电路.本文提出了一种新颖高效的4量子电路综合算法,巧妙构造置换的最短编码,通过对量子电路进行特定拓扑变换,无损压缩n量子最优电路占用内存空间近2×n!倍,通过对已生成最优电路的双向级联,可使用多种量子门,采用最小长度标准,以极高效率生成较长的4量子电路,如率先生成基于控制非门、非门、Toffoli门库的全部前8层共3120218828个电路,还可快速综合任意长度不超过16的最优电路,并对4量子标准测试电路进行快速且全面的优化. 展开更多
关键词 4量子 可逆逻辑综合 最短编码 拓扑压缩 量子计算
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逻辑函数的双逻辑综合与优化 被引量：16
5
作者 王伦耀 夏银水 陈偕雄 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期961-967,共7页
针对传统布尔逻辑在电路面积优化中存在的不足,提出了一种用传统布尔逻辑和Reed-Muller(RM)逻辑相结合的双逻辑优化算法.通过将原逻辑函数的乘积项转化为不相交乘积项,并利用不相交乘积项的位操作,将逻辑函数的覆盖分成2个部分,使之分... 针对传统布尔逻辑在电路面积优化中存在的不足,提出了一种用传统布尔逻辑和Reed-Muller(RM)逻辑相结合的双逻辑优化算法.通过将原逻辑函数的乘积项转化为不相交乘积项,并利用不相交乘积项的位操作,将逻辑函数的覆盖分成2个部分,使之分别适合布尔逻辑综合和RM逻辑综合;同时提出了适合双逻辑函数的逻辑功能验证方法.双逻辑优化算法用C语言编程实现并用MCNC标准电路进行测试.实验结果表明,与单一的布尔逻辑综合结果相比,在绝大多数情况下文中算法可使电路面积获得进一步优化. 展开更多
关键词 Reed—Muller逻辑 双逻辑 逻辑综合 逻辑优化
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基于汉明距离递减变换的可逆逻辑综合算法 被引量：8
6
作者 陈汉武 李文骞 +1 位作者 阮越 李志强 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1839-1845,共7页
可逆逻辑综合是指对给定的可逆函数自动构造对应的可逆逻辑电路.现有的可逆逻辑综合算法虽然通过后期优化能够得到近似最优解,但是都存在生成的原始电路门数较多的问题,增加了后期优化工作的难度.文中提出一种基于真值表异位数计算的综... 可逆逻辑综合是指对给定的可逆函数自动构造对应的可逆逻辑电路.现有的可逆逻辑综合算法虽然通过后期优化能够得到近似最优解,但是都存在生成的原始电路门数较多的问题,增加了后期优化工作的难度.文中提出一种基于真值表异位数计算的综合方法,根据异位数判定是否需增加逻辑非门达到减少输入和输出向量的汉明距离,从而实现边计算边简化函数,最后采用汉明距离递减变换的方法生成最终的电路.通过实验表明,相比于其他的综合算法,该算法得到的原始电路更接近于最优解或近似最优解,很大程度上减少了算法后续的优化工作量. 展开更多
关键词 可逆逻辑综合 扩展Toffoli门 汉明距离 异位数
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基于真值表变换的可逆逻辑综合算法 被引量：3
7
作者 安博 陈汉武 +2 位作者 杨忠明 王冬 李志强 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期58-63,共6页
为实现将给定的二元可逆函数快速综合为相应电路,并保持其结果的最优或较优,提出一种基于真值表变换的快速综合算法.可逆函数与置换同构,任意置换均可表示为若干对换的乘积,通过将可逆函数转化为一系列对换的乘积,从对换的乘积中综合电... 为实现将给定的二元可逆函数快速综合为相应电路,并保持其结果的最优或较优,提出一种基于真值表变换的快速综合算法.可逆函数与置换同构,任意置换均可表示为若干对换的乘积,通过将可逆函数转化为一系列对换的乘积,从对换的乘积中综合电路.对于3bit逻辑电路只有28种对换,事先将28种对换的最优电路存入库中生成3bit电路综合基,通过在库中查找快速生成可逆电路.根据逻辑门可交换规则引入优化方法,完成快速综合算法.结果表明,该方法不但可以提高可逆逻辑综合的效率,而且结构简单,易于实现,可以O(4n)的时间效率快速综合任意3bit可逆逻辑电路,实现综合结果达到或接近最优. 展开更多
关键词 可逆逻辑综合 真值表 对换 规则优化
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基于三变量通用阈值逻辑门的三变量逻辑函数查表综合 被引量：9
8
作者 肖林荣 陈偕雄 许冠 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2004年第3期280-285,共6页
介绍并讨论了逻辑函数的分类和通用阈值逻辑门,提出了使用三变量通用阈值逻辑门实现任意三变量逻辑函数的查表综合方法,并给出了若干设计实例.
关键词 函数分类 通用闽值逻辑门 逻辑综合 三变量 逻辑函数 布尔代数
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高速CCD数字相机接口设计的VHDL逻辑综合的应用 被引量：5
9
作者 沈宇键 郝胜国 郝志航 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2000年第2期154-160,共7页
运用 VHDL语言完成了高速 CCD数字相机接口设计的描述。整个接口电路由 Lattice的 1 K系列CPLD构成。 VHDL语言与 CPLD的结合使用 ,使接口电路设计的灵活性大大增强 ,某些传统上由硬件电路实现的功能转变为软件参与实现 ,设计者能够在... 运用 VHDL语言完成了高速 CCD数字相机接口设计的描述。整个接口电路由 Lattice的 1 K系列CPLD构成。 VHDL语言与 CPLD的结合使用 ,使接口电路设计的灵活性大大增强 ,某些传统上由硬件电路实现的功能转变为软件参与实现 ,设计者能够在电路工作过程中对设计随时进行修改。给出了部分接口设计的 VHDL源代码描述 ,通过逻辑综合优化了设计 ,实现了设计的时序仿真 ,分析了 VHDL语言的可综合性问题 ,并对 VHDL语言的逻辑综合中的一些问题做了探讨。 展开更多
关键词 VHDL 逻辑综合 高速CCD数字相机 接口设计
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基于逻辑函数e导数的双逻辑综合 被引量：1
10
作者 马汝星 陈偕雄 杜歆 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2014年第1期55-57,共3页
讨论了逻辑函数的e导数与逻辑函数化简的关系,并在此基础上提出了基于逻辑函数e导数化简逻辑函数的新方法.由于采用了双逻辑综合,逻辑综合效果优于传统的基于与-或-非运算的逻辑综合.
关键词 e导数 逻辑综合 逻辑函数化简 双逻辑综合
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综合法研究量子可逆逻辑电路 被引量：5
11
作者 吕洪君 吴天昊 +1 位作者 彭斐 解光军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期174-179,共6页
量子可逆逻辑电路优化与综合主要研究在给定的量子门和量子电路的约束条件下,找到最小或较小的量子代价电路以实现所需电路逻辑功能。量子逻辑真值表综合法是量子电路可逆逻辑综合中最有效的方法之一,包括正向综合、逆向综合和双向综合... 量子可逆逻辑电路优化与综合主要研究在给定的量子门和量子电路的约束条件下,找到最小或较小的量子代价电路以实现所需电路逻辑功能。量子逻辑真值表综合法是量子电路可逆逻辑综合中最有效的方法之一,包括正向综合、逆向综合和双向综合。推广和定义了横向汉明距离、纵向汉明距离和交叉汉明距离,使用广义汉明距离提出了一种量子电路优化与综合的新方法。研究表明,此方法使量子逻辑电路得到了更好的优化。 展开更多
关键词 量子信息 可逆逻辑综合 横向汉明距离 纵向汉明距离 交叉汉明距离 布尔函数
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量子可逆逻辑综合的关键技术及其算法 被引量：9
12
作者 李志强 李文骞 陈汉武 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期2332-2343,共12页
最优化量子可逆逻辑的关键在于用最小的量子代价自动构造量子可逆逻辑.为了提高可逆逻辑自动生成与优化的效率,提出了类模板技术和一种快速算法.模板技术是一个有效的优化工具,类模板技术可以显著提高模板技术的匹配效率;R-M算法是可逆... 最优化量子可逆逻辑的关键在于用最小的量子代价自动构造量子可逆逻辑.为了提高可逆逻辑自动生成与优化的效率,提出了类模板技术和一种快速算法.模板技术是一个有效的优化工具,类模板技术可以显著提高模板技术的匹配效率;R-M算法是可逆逻辑综合的一种较好的迭代方法,基于R-M算法的原始思想,构造了一个Hash函数,并在此基础上提出了一种可逆逻辑综合的快速算法.实验结果表明,在同等实验环境下使用类模板技术与快速算法,其优化的效果与效率远远优于已知的其他算法. 展开更多
关键词 量子可逆逻辑 可逆逻辑优化 自动生成与优化 可逆逻辑综合 Hash函数关键词
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基于阈值逻辑的逻辑函数综合算法研究 被引量：4
13
作者 韦一 沈继忠 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1775-1778,共4页
阈值逻辑门由于具有强大的逻辑功能且独自构成完备集而备受关注。为了设计以阈值逻辑门为单元结构的电路,该文首先分析了谱技术与阈值函数的关系,并通过零次、一次谱系数计算阈值函数的权值和阈值。对于非阈值函数,该文提出了新的逻辑... 阈值逻辑门由于具有强大的逻辑功能且独自构成完备集而备受关注。为了设计以阈值逻辑门为单元结构的电路,该文首先分析了谱技术与阈值函数的关系,并通过零次、一次谱系数计算阈值函数的权值和阈值。对于非阈值函数,该文提出了新的逻辑函数综合算法,可以将任意非阈值函数转化为几个阈值函数和的形式。因此,使用一个或多个阈值逻辑门组成的网络可以实现任意布尔逻辑函数。该算法为共振隧穿二极管的电路设计提供一种新方法。 展开更多
关键词 电路设计 阈值逻辑 谱技术 逻辑综合
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一种快速逻辑综合算法 被引量：2
14
作者 王炜 李清宝 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2000年第6期84-85,共2页
文章详细介绍了通过合并、消元、逐项检测的方法进行逻辑综合，求解必要质蕴涵项的思路，并对算法的性能进行了简要的分析。
关键词 逻辑综合 合并 消元 算法 计算机
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基于矩阵初等变换的量子逻辑电路综合的新方法 被引量：4
15
作者 吕洪君 李桦林 解光军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期588-595,共8页
量子逻辑电路是经典可逆计算和量子计算的交叉领域,对其综合方法的研究具有重要意义。提出了一个基于矩阵初等变换的全新的综合方法,Toffoli门集被选作基本门库,其中每个逻辑门的矩阵都可以分解为初等变换的乘积(称作一个初等变换路径)... 量子逻辑电路是经典可逆计算和量子计算的交叉领域,对其综合方法的研究具有重要意义。提出了一个基于矩阵初等变换的全新的综合方法,Toffoli门集被选作基本门库,其中每个逻辑门的矩阵都可以分解为初等变换的乘积(称作一个初等变换路径),结合一些启发式规则,将得到的初等变换路径变成Toffoli门序列的形式,也即逻辑电路形式。给出了一个三阶逻辑电路的例子,分析了该新方法的性能。 展开更多
关键词 量子信息 量子逻辑电路综合 矩阵初等变换 量子逻辑门
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基于遗传算法的量子可逆逻辑电路综合方法研究 被引量：6
16
作者 吕洪君 乐亮 +1 位作者 韩良顺 解光军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期596-604,共9页
量子可逆逻辑电路综合主要是研究在给定的量子门和量子电路的约束条件及限制下,找到最小或较小的量子代价实现所需量子逻辑功能的电路。把量子逻辑门的功能用矩阵的数学模型表示,用遗传算法作全局搜索工具,将遗传算法应用于量子可逆逻... 量子可逆逻辑电路综合主要是研究在给定的量子门和量子电路的约束条件及限制下,找到最小或较小的量子代价实现所需量子逻辑功能的电路。把量子逻辑门的功能用矩阵的数学模型表示,用遗传算法作全局搜索工具,将遗传算法应用于量子可逆逻辑电路综合,是一种全新的可逆逻辑电路综合方法,实现了合成、优化同步进行。四阶量子电路实验已取得了很好的效果,并进一步分析了此方法在高阶量子电路综合问题上的应用前景。 展开更多
关键词 量子光学 量子电路 逻辑电路综合 基因遗传算法 最优操作路径
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基于带权有向图的可逆逻辑综合改进算法 被引量：2
17
作者 程学云 管致锦 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第11期4214-4218,4304,共6页
为减少可逆逻辑综合中使用的可逆门,通过对基于带权有向图的可逆逻辑综合算法的分析,针对函数转换过程中过渡门数较多及电路优化算法简单的问题,提出了有效的等复杂度基本输出变换的概念,扩充并证明了Toffoli门序列的移动和化简规则,给... 为减少可逆逻辑综合中使用的可逆门,通过对基于带权有向图的可逆逻辑综合算法的分析,针对函数转换过程中过渡门数较多及电路优化算法简单的问题,提出了有效的等复杂度基本输出变换的概念,扩充并证明了Toffoli门序列的移动和化简规则,给出了改进的基于带权有向图的可逆逻辑综合算法。实验结果表明,该算法不仅减少了可逆电路构成时所使用的可逆门,而且对构建的可逆电路实现了有效化简,大幅度减少了门数和控制位数,降低了可逆电路代价。 展开更多
关键词 可逆逻辑综合 带权有向图 Toffoli门 函数复杂性 基本输出变换
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基于KFDD的可逆逻辑电路综合设计方法 被引量：6
18
作者 王友仁 沈先坤 周影辉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1025-1029,共5页
可逆逻辑作为量子计算,纳米技术,低功耗设计等新兴技术的基础,近年来得到了越来越多的关注和研究.然而,大多数可逆逻辑综合方法对函数真值表表达形式的依赖使得综合电路规模受到了限制.决策图作为一种更加简洁的布尔函数表示方法,其为... 可逆逻辑作为量子计算,纳米技术,低功耗设计等新兴技术的基础,近年来得到了越来越多的关注和研究.然而,大多数可逆逻辑综合方法对函数真值表表达形式的依赖使得综合电路规模受到了限制.决策图作为一种更加简洁的布尔函数表示方法,其为可逆逻辑综合提供了另一种途径.本文基于Kronecker函数决策图(KFDD)提出了一种适合于综合大规模电路的综合方法.该方法利用KFDD描述功能函数,以局部最优的方式从三种节点分解方法中寻找最优分解方法,并根据Kronecker函数决策图中不同类型的节点构建相应的可逆逻辑电路模块,最后将各节点替换电路模块实现级联得到结果电路.以可逆基准电路为例,对该方法进行了验证.实验结果表明,该方法能以较低的代价实现对较大规模函数的可逆逻辑电路综合. 展开更多
关键词 可逆逻辑电路综合 Kronecker函数决策图 节点分解方法 分解类型表
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应用于多值逻辑的双传输管逻辑网络综合 被引量：1
19
作者 杭国强 任洪波 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1307-1311,1328,共6页
为实现静态电压型多值逻辑电路,提出了一种采用双传管逻辑(DPL)结构的设计方案及综合方法.在该设计方案中,文字运算电路也是采用普通MOS管来实现,而无需对阈值作任何的调整.通过建立描述双传输管开关状态与信号之间相互作用关系的传输... 为实现静态电压型多值逻辑电路,提出了一种采用双传管逻辑(DPL)结构的设计方案及综合方法.在该设计方案中,文字运算电路也是采用普通MOS管来实现,而无需对阈值作任何的调整.通过建立描述双传输管开关状态与信号之间相互作用关系的传输运算表示式,实现了对电路的有效综合.对三值单变量函数电路、三值与/与非门、或/或非门、三值模3乘法器和三值T门的设计结果,验证了所提出方法的有效性.在此基础上总结出了采用DPL设计三值电路的反演法则和对偶法则,使用这些法则可在不改变电路结构的基础上方便地得到相应的补函数和对偶函数电路,从而增强电路的功能.所提出的设计方法和法则可用于对三值复杂函数的综合. 展开更多
关键词 多值逻辑 逻辑综合 双传输管逻辑 开关电路理论
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基于布尔可满足性的精确逻辑综合综述 被引量：3
20
作者 储著飞 潘鸿洋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期14-23,共10页
逻辑综合是电子设计自动化(EDA)的重要步骤,随着算力逐渐提升和新的计算范式不断涌现,传统基于全局启发式算法的逻辑综合面临新的挑战。启发式算法面临的主要问题是得到一个次优解,随着算力的提升,逻辑优化越来越追求精确解而不满足于... 逻辑综合是电子设计自动化(EDA)的重要步骤,随着算力逐渐提升和新的计算范式不断涌现,传统基于全局启发式算法的逻辑综合面临新的挑战。启发式算法面临的主要问题是得到一个次优解,随着算力的提升,逻辑优化越来越追求精确解而不满足于次优解。该文首先简述逻辑函数表达方法和布尔可满足性(SAT)问题;其次针对精确综合的算法、编码等方面介绍了在布尔逻辑网络的面积优化和深度优化方面的精确综合研究进展;最后对精确综合的未来发展趋势进行讨论。 展开更多
关键词 逻辑综合 精确综合 布尔可满足性 多数逻辑门
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