粒计算在数字逻辑电路分析与设计中的应用

2018-12-25吴俊良山西农业大学信息学院

数码世界 2018年4期

吴俊良山西农业大学信息学院

逻辑优化是数字逻辑电路分析的与设计的核心内容。从实际情况来看，通过逻辑优化，能够减少电路的实际面积，从而使系统运行的稳定性能够得到进一步提高。近几年，硬件的发展速度较快，而相应的逻辑优化理论的研究相对比较缓慢，因此人们尝试利用个人工智能理论，对数据逻辑电路中涉及到的优化问题加以解决，而粒计算是人工智能领域中的一种新方法，因此，做好相应的分析工作是必要的。

1 粒计算在工程方面的应用

1.1 粒计算

人类在对大量的复杂信息内容进行处理时，由于认知有限，经常会将大量的信息内容依据各自的性能和特点划分为不同的块，此时可以将每个分出来的块都看成一个粒。从本质上来说，粒就是一些个体通过相似、不明关系或功能等，最终形成块。

1.2 粒计算的应用

随着人们对粒计算研究的不断深入，在对复杂性类型的处理、大规模数分析等方面已经取得了一定的研究成果。但是，将粒计算应用都数字集成电路中的研究的资料十分有限，因此，应当加强对该方面内容的研究，从而达到促进数字逻辑电路行业发展目的。

2 数字逻辑优化过程中对粒计算的合理应用

2.1 组合逻辑优化对粒计算的应用

组合逻辑电路实质就是通过硬件系统，实现的决策问题，具体分析过程中，可以利用逻辑函数或真值表，完成对系统中输入与输出两者间逻辑关系的科学描述。真值表化简是逻辑优化过程中一项关键内容，其在数字逻辑电路分析与设计中发挥着重要作用。如果从知识工程角度对问题进行分析，可以将真值表看作一个知识表达系统，真值表真的每一行也就是一条路基规则。现代人们对粒计算知识系统最简规则的研究已经取得了一定成果，在问题分析期间，要对这一研究成果进行合理应用，将其合理的应用到真值表简化中。此外，布尔逻辑还具有一些特殊的鼎立和运算规则，在设计问题分析期间，通过何种方式，将这些规则合理的嵌入到真值表的简化，是一项值得人们研究的内容。

曾有研究人员以粒计算为基础，提出了一种多变量真值表快速约简算法，将真值表定义为逻辑信息系统，由粗到细，在不同力度空间对最简规则的具体获取进行研究。并且，对逻辑代数中的吸收率进行应用，从而降低算法的复杂性。

在具体研究过程中，应当加强对以下几项内容的分析：（1）采取何种方式将真值表中统计的各项信息内容，以及布尔代数预算规作为启发式信息应用。（2）怎样由粗到细在不同粒度知识空间，实现逻辑规则快速简约。（3）通过何种方式，达到多输出输入逻辑函数。

2.2 时序逻辑优化对粒计算的应用

从本质上来说，时序逻辑电路就是一个硬件系统，该硬件系统在运行过程中，能够实现特殊有限状态机。状态转移实际上就是一个图，通过对该图的合理应用，可以准确反映输出的具体状态情况与现阶段输入，以及电路原状态间的具体关系。时序优化过程中的一项关键内容就是状态转移图（表）。

对状态转移图的化简进行确定，本质上是对完全确定状态转移表最大等价类进行求值的一个过程；从本质上来说，对于不完全确定状态转移表的化简，就是对不完全确定状态转移表最大相容类和最小闭覆盖进行求值的过程中。在具体问题分析过程中，涉及到的相容；类、等价类等额共享内容，都可以现阶段粒计算数学模型进行联系，并且可以完成相应的分析工作。由此可见，在时序逻辑优化过程中对粒计算进行应用，可以适当尝试对粒计算的知识模型内容进行深入研究，通过对粒矩阵进行合理应用，对模型中的知识系统、知识发现算法、知识近似进行合理刻画。同时，从知识工程较多出发，对数字逻辑优化问题进行研究分析，通过该方式，使传统数字逻辑电路理论，在对大规模数据进行动态处理时遭受的局限性能够得到合理解决。

主要包括的内容如下：组合逻辑电路中m输入n输出真值表（含不确定状态）的快速化简，复杂逻辑函数式的快速化简，时序逻辑电路中完全确定状态转移表和不完全确定状态转移表的快速化简。