[發明專利]一種基于“圖”編碼的模擬電路的自動合成方法

無效

• 申請號: 200810047985.8
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101299222A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 甘朝暉;楊振坤;尚濤;余天佑;李高斌;蔣旻
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 樊戎

1.一種基于“圖”編碼的模擬電路的自動合成方法，其特征在于該模擬電路的自動合成步驟為：

第一步：用“無向雙連通多重圖”表示模擬電路，“圖”G記作(V，E)，V是所有頂點的集合，E是所有邊的集合，“圖”的頂點表示元件之間的連接，“圖”的邊表示對應元件的類型和參數；元件包括電阻、電容、電感和二極管的兩端口元件以及包括場效應管、三極管和變壓器的多端口元件；

第二步：設定自動合成的模擬電路的功能參數；

第三步：模板模擬電路中或含有固定的輸入信號源和負載電阻，或含有固定的輸入信號源、負載電阻和供電電源，個體均在模板模擬電路的基礎上隨機產生；一個個體是一個模擬電路的“圖”編碼，個體的產生過程是：向模板模擬電路中隨機添加頂點，添加頂點的個數也是隨機的；在隨機添加的頂點和模板模擬電路中的頂點之間一直添加邊，直到該“圖”滿足雙連通性為止；

將隨機產生一個個體的過程重復N次，在模板模擬電路基礎上則隨機產生N個不同的個體，N個不同的個體表示N個不同的模擬電路，形成種群P；

第四步：評估種群P中所有個體所表示的模擬電路的性能，評估過程是：

先將每個個體轉換成SPICE格式的網絡表，再根據生成的網絡表，運行SPICE仿真程序，得到模擬電路仿真的結果，然后依據模擬電路仿真的結果，算出每個個體的親和力；

每個個體的親和力是一個與目標電路的k個性能值和每個個體的k個性能值有關的函數：

Affinity＝f((V_t1，V_f1)，(V_t2，V_f2)，...，(V_tk，V_fk))

式中：(V_t1，V_t2，...，V_tk)是目標電路的k個性能值，

(V_f1，V_f2，...，V_fk)是個體的k個性能值；

個體的k個性能值和目標電路的k個性能值的差別越小，則個體的親和力越大；

第五步：將種群P中的所有個體按照親和力的大小降序排列，親和力高的n(n＜N)個個體被選中，形成臨時種群P_S，臨時種群P_S中的個體同樣按照親和力的大小降序排列；

第六步：臨時種群P_S被克隆，克隆后的個體形成克隆種群P_C，克隆種群P_C中第i個個體被克隆的份數與該個體的親和力成正比：

N_i＝round(β·n/i)

式中：N_i是第i個個體被克隆的份數，?

β是克隆因子，

n是臨時種群P_S中的個體數，

i是該個體在臨時種群P_S中的序號，

round是四舍五入取整函數；

第七步：克隆種群P_C中的個體被隨機選中的操作算子所修改，選中的操作算子為以下待選的操作算子中的全部或部分：

a、添加邊操作算子，

b、刪除邊操作算子，

c、修改邊操作算子，

d、添加頂點操作算子，

e、刪除頂點操作算子，

f、串聯操作算子；

選中的操作算子的個數由下式決定：

N_o＝RAND(round(R_M×L))

式中：R_M是變異的概率，0＜R_M≤1，

L是預先設定的被選中的操作算子的最大個數，

round是四舍五入取整函數，

RAND(x)返回一個整數r∈[0，x-1]；

對克隆種群P_C中的個體修改后，形成變異種群P_M，克隆種群P_C和變異種群P_M中的個體數目相同；

第八步：評估變異種群P_M中的個體，評估的過程與第四步相同；

第九步：將評估后的變異種群P_M中的個體首先按照親和力的大小降序排列，然后從中選出m(m＜N)個親和力高的個體形成重選種群P_R，若重選種群P_R中的個體親和力高于種群P中的個體親和力，則種群P中的親和力低的個體將被替換，形成次新種群P_N；

第十步：按照第三步所述的產生新個體的過程，隨機產生d(d＜N)個新個體，然后替換次新種群P_N中d個親和力低的個體，形成新種群P_T；對新種群P_T按照第四步所述的過程進行評估；

重復執行上述步驟中的第五步～第十步，依此循環，直到滿足要求的模擬電路生成為止；

在上述自動合成步驟中：?

“圖”的頂點分為輸入、輸出、電源、地和常規頂點五類，輸入、輸出、電源、地和常規頂點分別用V_IN、V_OUT、V_POWER、V_GND和V_NORMAL表示；在進化過程中，V_NORMAL允許添加或刪除，V_IN、V_OUT、V_POWER和V_GND禁止刪除或修改；

“圖”的邊分為輸入信號源、輸出負載、供電電源和常規邊四類，輸入信號源、輸出負載、供電電源和常規邊分別用E_IN、E_OUT、E_POWER和E_NORMAL表示；在進化過程中，E_NORMAL允許添加或刪除，E_IN、E_OUT和E_POWER禁止刪除或修改。