项目名称: 基于常规逻辑设计理论与技术移植的较大规模可逆逻辑电路设计方法

项目编号: No.61271114

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 赵曙光

作者单位: 东华大学

项目金额: 76万元

中文摘要: 可逆逻辑电路(Reversible Logic Circuits)既可根绝源于信息损失的能耗和发热,又是量子计算的内在实现方式,因而是研发和实现超低功耗IC和量子计算机的基础和前提。但有关的设计理论、方法和工具还很稚嫩甚至空白。本项目寻求通过移植常规逻辑设计理论和技术,显著提高可逆逻辑设计能力。将针对元件级、门级、系统级等层次和综合、优化、验证、调试等步骤,较全面、系统地开展研究,包括:Quine-McCluskey算法和Espresso算法的移植和改进;基于变换的电路量子代价优化方法;可逆逻辑门的进化设计方法;上述算法的CUDA并行化实现;基于EDA技术的设计规格表达和设计结果验证、调试方法;并通过16位可逆ALU等较大规模功能模块的优化设计,检验和展示上述方法的性能。预期可获得适用于较大规模可逆逻辑电路的优化设计方法,丰富和发展有关的理论、方法和技术,并促进量子设计自动化的产生和发展。

中文关键词: 可逆逻辑;设计;优化;EDA技术;移植

英文摘要: Reversible logic circuits (RLCs) can avoid loss of information and consequent power consumption and heat generation. RLCs also coincide with implementations of quantum computing perfectly, which are inherently reversible. Thus, RLCs play an important role, i.e., basis and prerequisite, in research, development and realization of ultra-low-power ICs and quantum computers. But unfortunately, theory, methods and tools for RLCs design are so far either weak or even unborn. This project seeks to significant improvement on RLCs design capability, mainly by transplanting and using EDA techniques. Towards a rather comprehensive and systematic investigation, the research plan was drafted regarding both deferent circuit-level such as component-level, gate-level and system-level, and each of design steps including synthesis, optimization, validation, and debugging. The main research topics are as follows: transplanting and improving the Quine-McCluskey algorithm and the Espresso algorithm for simplications of RLCs; transformation-based optimization methods for minimization of circuit quantum cost; evolutionary design methods for reversible logic gates; parallel implement of the above algorithm based on the CUDA parallel computing technique; approaches based on EDA for high-level expression of design specifications, and th

英文关键词: Reversible Logic Circuits;Synthesis;Optimization;EDA techniques;transplanting

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