超图平衡二划分的离散迭代优化算法

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作者 刘欣恬 朱文兴 《运筹学学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期128-140,共13页

超图平衡二划分是超大规模集成电路物理设计的重要一环。Kernighan-Lin算法和Fiduccia-Mattheyses算法等迭代优化算法是求解该NP-困难问题的常用方法。然而,这些算法具有以下缺点:一是对于较差的初始解,算法容易陷入局部最优。二是由于... 超图平衡二划分是超大规模集成电路物理设计的重要一环。Kernighan-Lin算法和Fiduccia-Mattheyses算法等迭代优化算法是求解该NP-困难问题的常用方法。然而,这些算法具有以下缺点:一是对于较差的初始解,算法容易陷入局部最优。二是由于平衡条件的约束,顶点的移动受到诸多限制。针对上述问题,本文将超图平衡二划分问题转化为0-1规划问题,并设计了求解该问题的离散迭代算法,在一定程度上克服了传统的迭代算法受平衡条件与初始解约束的缺点。在ISPD98电路划分测试样例上,本文的算法取得了比Fiduccia-Mattheyses算法质量更高的解。在20次随机实验中,本文的平均割边数比Fiduccia-Mattheyses算法少13.2%。将本文的结果作为Fiduccia-Mattheyses算法的初始解作进一步优化,所产生的平均割边数比Fiduccia-Mattheyses算法少30.1%。不仅如此,本文的算法还可以嵌入到多级划分算法框架中,取得的平均割边数比multilevel partitioning(MLPart)少3.6%。 展开更多

关键词 超图 平衡二划分 最小割 0-1规划

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基于再聚类和离散优化的k路划分算法

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作者 潘萍梅 刘欣恬 +1 位作者 李兴权 朱文兴 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期473-484,共12页

为了寻得集成电路更优的k路划分,提出将再聚类和离散优化应用于k路划分算法.首先利用再聚类缩小超图规模,即根据给定划分计算顶点间的评级函数值,依据取值大小进行顶点聚类;然后将超图转换为星型图,并将k路划分问题转换为无约束的离散... 为了寻得集成电路更优的k路划分,提出将再聚类和离散优化应用于k路划分算法.首先利用再聚类缩小超图规模,即根据给定划分计算顶点间的评级函数值,依据取值大小进行顶点聚类;然后将超图转换为星型图,并将k路划分问题转换为无约束的离散优化问题;进而设计一个算法迭代移动增益值最大的顶点,在算法求解过程中放宽平衡约束,允许暂时处于不可行域的解,扩大问题的求解空间.在同一平台上使用ISPD98电路测试基准对所提算法、hMETIS-Kway和KaHyPar-K进行测试,并比较最小割值和运行时间.实验结果表明该算法优于hMETIS-Kway,特别是在k=2时,最小割值减少了0.173,速度提升了0.706.此外,该算法对KaHyPar-K也有相应的改进效果. 展开更多

关键词 k路划分 最小割 超图聚类 离散优化

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求解三维装箱问题的混合模拟退火算法 被引量：69

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作者 张德富 彭煜 +1 位作者 朱文兴 陈火旺 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期2147-2156,共10页

提出了一个高效求解三维装箱问题(Three Dimensional Container Loading Problem 3D-CLP)的混合模拟退火算法.三维装箱问题要求装载给定箱子集合的一个子集到容器中,使得被装载的箱子总体积最大.文中介绍的混合模拟退火算法基于三个重... 提出了一个高效求解三维装箱问题(Three Dimensional Container Loading Problem 3D-CLP)的混合模拟退火算法.三维装箱问题要求装载给定箱子集合的一个子集到容器中,使得被装载的箱子总体积最大.文中介绍的混合模拟退火算法基于三个重要算法:(1)复合块生成算法,与传统算法不同的是文中提出的复合块不只包含单一种类的箱子,而是可以在一定的限制条件下包含任意种类的箱子.(2)基础启发式算法,该算法基于块装载,可以按照指定装载序列生成放置方案.(3)模拟退火算法,以复合块生成和基础启发式算法为基础,将装载序列作为可行放置方案的编码,在编码空间中采用模拟退火算法进行搜索以寻找问题的近似最优解.文中采用1500个弱异构和强异构的装箱问题数据对算法进行测试.实验结果表明,混合模拟退火算法的填充率超过了目前已知的优秀算法. 展开更多

关键词 三维装箱 启发式算法 模拟退火

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基于贪心随机自适应搜索的电路划分改进算法 被引量：4

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作者 詹青青 朱文兴 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1679-1683,共5页

为提高基于迭代改进的传统电路划分算法的划分质量,提出了一种基于贪心随机自适应搜索过程(greedyrandomized adaptive search procedure,GRASP)的电路划分改进算法.GRASP由构造阶段和局部搜索阶段组成,能够快速构造较好的初始划分.在... 为提高基于迭代改进的传统电路划分算法的划分质量,提出了一种基于贪心随机自适应搜索过程(greedyrandomized adaptive search procedure,GRASP)的电路划分改进算法.GRASP由构造阶段和局部搜索阶段组成,能够快速构造较好的初始划分.在其构造阶段引入启发式子集选择策略,并与高效搜索技术Path-Relinking相结合,在各个局部最优解之间建立路径,从而有效搜索了局部最优解空间.实验结果表明,该算法与基本GRASP相比,能在合理的时间范围内改进解的质量,获得更好的划分结果.在获得的最小划分上,改进程度最大达到33.3%;而在平均划分上,最大达到27.4%. 展开更多

关键词 电路划分 贪心随机自适应搜索过程 启发式策略 PATH-RELINKING

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VLSI标准单元阵列布局问题的一个高效遗传算法 被引量：1

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作者 陈雄峰 吴景岚 朱文兴 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期797-803,共7页

研究可有效处理几万至百万个单元规模VLSI标准单元阵列布局问题的遗传算法,使之能在合理的时间内获得高质量的布局结果.为了提高布局质量,针对布局的二维特性设计了新型线网交叉算子和局部搜索技术,并提出了三阶段算法框架以协调算法的... 研究可有效处理几万至百万个单元规模VLSI标准单元阵列布局问题的遗传算法,使之能在合理的时间内获得高质量的布局结果.为了提高布局质量,针对布局的二维特性设计了新型线网交叉算子和局部搜索技术,并提出了三阶段算法框架以协调算法的全局搜索和局部搜索.为了降低算法的时间和空间复杂度,使算法可处理大规模问题,采用了交叉算子局部化和小规模种群的思想,同时使用了多种保持种群多样性的策略以提高小规模种群的进化性能.对Peko suite3、4标准测试电路的实验结果表明,基于这些策略的遗传算法是有效的. 展开更多

关键词 标准单元阵列布局 遗传算法 线网交叉 局部搜索.

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基于剩余寿命的劣化系统最优维修策略 被引量：1

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作者 苏锦霞 赵学靖 李维国 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期103-107,共5页

考虑Gamma型劣化可替换系统的最优观测/替换策略问题,给出了基于剩余寿命的观测函数,得到期望单位时间维修费用最小化准则下的最优维修策略.相对于传统的非周期观测策略,该方法只需要一个比例风险系数参数来确定检测时间,从而降低了策... 考虑Gamma型劣化可替换系统的最优观测/替换策略问题,给出了基于剩余寿命的观测函数,得到期望单位时间维修费用最小化准则下的最优维修策略.相对于传统的非周期观测策略,该方法只需要一个比例风险系数参数来确定检测时间,从而降低了策略优化过程的复杂性.数值模拟表明在系统长期使用的单位时间维修费用上,基于平均剩余寿命的策略可以得到比一些基于状态的维修策略更优的结果. 展开更多

关键词 剩余寿命 维修策略 劣化 Gamma过程

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图最小线性排序问题的Memetic爬山算法

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作者 陈雄峰 陈振 徐戈 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2016年第11期1623-1632,共10页

针对图最小线性排序问题优化目标的特性及其可行域总是连通的特点,提出了一个新型的Memetic爬山算法。在Memetic算法框架及其主要算子内部流程中同时结合爬山法,并在主要算子内部采用迂回爬山策略。设计可变型顶点-边-邻接交叉算子,改... 针对图最小线性排序问题优化目标的特性及其可行域总是连通的特点,提出了一个新型的Memetic爬山算法。在Memetic算法框架及其主要算子内部流程中同时结合爬山法,并在主要算子内部采用迂回爬山策略。设计可变型顶点-边-邻接交叉算子,改进使用基于贪心随机自适应搜索过程的初始解生成算法,采用动态更新等保持种群多样性策略。公认测试集的实验结果表明,与最近的两阶段模拟退火算法(two-stage simulated annealing,TSSA)和分散搜索与路径重链接算法(scatter search and path relinking,SSPR)相比,该算法具有更好的整体性能。在相近平均运行时间内,该算法近优解质量分别平均提高1.6%和2.01%,21个测试例子中13个获得当时最好的近优解,比TSSA算法多出4个,比SSPR算法多出2个。 展开更多

关键词 最小线性排序 MEMETIC算法 爬山法 邻接交叉

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基于多阶段拆线重布的总体布线算法 被引量：6

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作者 朱自然 陈建利 朱文兴 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期2000-2008,共9页

超大规模集成电路总体布线是集成电路物理设计的关键环节之一,对芯片的可布线性、线长、通孔数等性能指标有重大影响.针对拆线重布方法容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于多阶段拆线重布的总体布线算法.该算法根据不同布线阶段对最... 超大规模集成电路总体布线是集成电路物理设计的关键环节之一,对芯片的可布线性、线长、通孔数等性能指标有重大影响.针对拆线重布方法容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于多阶段拆线重布的总体布线算法.该算法根据不同布线阶段对最小化溢出值和最小化线长这两个目标的侧重点不同,通过构造不同的布线代价函数、确定不同的布线顺序、选取不同的布线模型及布线算法对线网进行拆线重布,使得基于多阶段拆线重布的总体布线算法可以有效地跳出局部最优解,快速地提高布线质量.采用ISPD08总体布线竞赛中的标准测试例子集的实验结果表明,与NTUgr,NTHU-Route2.0和NCTU-GR2.0相比,所提出的总体布线算法在平均总溢出方面分别减少了1.4%,2.4%和21.5%,在平均运行时间方面分别快了10.4倍,1.6倍和1.3倍. 展开更多

关键词 VLSI 总体布线 可布线性 多阶段拆线重布

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超大规模集成电路布局的优化模型与算法 被引量：6

9

作者 黄志鹏 李兴权 朱文兴 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期15-36,共22页

布局确定集成电路单元在芯片中的具体位置,在单元互不重叠的基础上优化一些性能指标。该问题是NP困难的组合优化问题,是超大规模集成电路物理设计的核心问题之一,对集成电路的性能指标,如线网可布通性、时延、功耗、电路可靠性等有重大... 布局确定集成电路单元在芯片中的具体位置,在单元互不重叠的基础上优化一些性能指标。该问题是NP困难的组合优化问题,是超大规模集成电路物理设计的核心问题之一,对集成电路的性能指标,如线网可布通性、时延、功耗、电路可靠性等有重大影响。在现代的集成电路设计中,布局问题通常包含数百万个集成电路单元,以及大小相异的异质性模块,和各种复杂的布局约束。目前的超大规模集成电路布局算法通常分解为总体布局、布局合法化和详细布局三个步骤。根据近年来集成电路布局算法的研究进展,综述并分析集成电路的总体布局、布局合法化和详细布局的相关优化模型和算法,并展望进一步的研究方向。 展开更多

关键词 超大规模集成电路 总体布局 合法化 优化算法

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MAX-SAT问题一种改进的局部搜索算法 被引量：2

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作者 赵同昇 朱文兴 《计算机工程与科学》 CSCD 2008年第11期50-52,79,共4页

局部搜索算法是求解大规模SAT问题的高效算法。经典的局部搜索算法有GSAT、WSAT、TSAT、NSAT等,但这些算法的初始解都是随机产生的。本文提出了用单纯形法产生"初始概率"(每个变量取1的概率) ,用"初始概率"对局部... 局部搜索算法是求解大规模SAT问题的高效算法。经典的局部搜索算法有GSAT、WSAT、TSAT、NSAT等,但这些算法的初始解都是随机产生的。本文提出了用单纯形法产生"初始概率"(每个变量取1的概率) ,用"初始概率"对局部搜索算法中变量的初始随机指派进行适当的约束,使在局部搜索的开始阶段,满足的子句数大大增加,加快了收敛的速度。通过对不同规模的随机STA问题实例的实验表明,这些改进有效地提高了局部搜索算法求解SAT问题的效率。 展开更多

关键词 MAX-SAT问题 局部搜索 单纯形法

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TSP问题的一种改进的GRASP算法 被引量：1

11

作者 郑雅燕 朱文兴 《计算机工程与科学》 CSCD 2008年第11期60-64,共5页

本文对Marinakis等提出的扩展邻域GRASP算法进行改进。首先使用最近α值方法构造初始TSP回路,然后运用混合的局部搜索即2-opt算法、双桥策略和3-opt算法来改进初始回路,并且引进α-nearness候选集和don’t-lookbit技术来提高搜索速度。... 本文对Marinakis等提出的扩展邻域GRASP算法进行改进。首先使用最近α值方法构造初始TSP回路,然后运用混合的局部搜索即2-opt算法、双桥策略和3-opt算法来改进初始回路,并且引进α-nearness候选集和don’t-lookbit技术来提高搜索速度。实验结果表明,本文提出的GRASP能够在合理的时间内得到很好的解,并且解的质量优于Marinakis等提出的扩展邻域GRASP算法得到的解。 展开更多

关键词 旅行售货商问题 贪心随机适应性搜索算法 局部搜索算法 候选集

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非负约束稀疏优化问题的一个等价性条件

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作者 吕亚星 韩美佳 +1 位作者 黄子麟 朱文兴 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期43-59,共17页

加权l最小化是稀疏优化的主流方法之一。本文对带非负约束的l最小化问题与加权l最小化问题的解之间的关系进行了研究,给出了加权l最小化问题的约束矩阵和目标函数的系数是“s-权优”的定义,并通过该定义给出了加权l最小化问题的解是带... 加权l最小化是稀疏优化的主流方法之一。本文对带非负约束的l最小化问题与加权l最小化问题的解之间的关系进行了研究,给出了加权l最小化问题的约束矩阵和目标函数的系数是“s-权优”的定义,并通过该定义给出了加权l最小化问题的解是带非负约束的l最小化问题的解的条件。进一步,本文给出了“s-权优”的充分条件及其具体表示形式,并对其上下界进行了可计算的有效估计。 展开更多

关键词 线性规划 非负稀疏解 误差分析 等价性条件

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