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专利号: 2023102132023
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于多目标进化算法的近似二进制乘法器设计方法,其特征在于,包括:

将部分积压缩分为精确部分和近似部分,其中近似部分为乘法器中最低的r列,并且在近似部分中,使用N:1压缩器实现近似的部分积压缩;所述N:1压缩器具有N比特输入和1比特输出;

在近似部分最高列添加误差补偿单元,误差补偿单元同样具有N比特输入和1比特输出,并且误差补偿单元的输入与第r‑1列N:1压缩器的输入相同,误差补偿单元向第r列产生

1比特进位;所述N:1压缩器和误差补偿单元共同完成部分积的压缩;

通过多目标进化算法设计乘法器:将乘法器作为个体,N:1压缩器作为基因,先进行种群初始化、评估目标和分配等级;然后进行搜索循环,在最大迭代次数范围内进行繁殖、精英策略、评估目标、分配等级和生成下一代种群,最后输出最终种群获得乘法器电路结构;

所述种群初始化是:将近似乘法器基于N:1压缩器编码为一组整数表示,再进行所述种群初始化时通过随机生成多组数据,由它们代表近似乘法器,近似乘法器中的N:1压缩器就是这组整数每个片段代表的N:1压缩器;

所述繁殖的方法是:假设当前种群为父代种群,使用竞标赛选择的方式在父代种群中挑选Pareto支配关系高的个体作为亲代,再由交叉和变异产生子代个体,其中交叉代表交换两个亲代乘法器中的部分N:1压缩器,从而产生子代近似乘法器;变异代表有Pm的概率将这些子代乘法器中的N:1压缩器随机改变为其它的N:1压缩器;设定无论交叉还是变异都不能改变每个位置上N:1压缩器的运算位宽N;

所述精英策略的方法是:将父代种群和子代种群结合,以合并后的新种群为基础进行后续迭代;

所述评估目标的方法是:对于误差指标,将每一种部分积分布下的误差与该分布的概率相乘,然后进行累加,以此计算出相关误差指标;对于延时、功耗和面积的硬件性能指标,则是将乘法器中的N:1压缩器的延时、功耗和面积进行累加,以此估计乘法器的硬件性能指标;

所述分配等级的方法是:采用了NSGA‑II中的快速非支配排序和拥挤度,从而快速计算出种群中所有乘法器的Pareto支配关系,并以此将乘法器分为多个等级,不同等级的乘法器对于精度和硬件性能具有不同的权衡,处在第0级的乘法器具有最佳的权衡,支配其他等级的乘法器;对于相同等级的乘法器,它的拥挤度越高则代表它Pareto支配关系越高;

所述生成下一代种群的具体方法是:保留Pareto支配关系最高的M个个体作为下一代种群。