基于Hyper-heuristic的纳米芯片设计关键算法研究

批准号:
61071024
项目类别:
面上项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
李斌
依托单位:
学科分类:
F0118.电路与系统
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
白雪飞、王瑜、邓宏平、袁博、朱中的、杨屹、袁文鸿、吴伟、张伟松
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中文摘要
当电子器件缩小到纳米尺度时,CMOS技术将达到其物理极限,纳电子器件的出现使得摩尔定律有可能继续有效。基于纳米技术的纳米芯片设计是IC设计的一个新的发展方向,其中许多新的设计问题都属于复杂的、大规模组合优化问题,传统的基于CMOS的设计工具不再适用。Hyper-heuristic是一类新的启发式算法框架,其特点是对不同问题具有很好的自适应性,同时具有较高的求解效率和求解质量。本课题基于hyper-heuristic算法框架,研究纳米芯片设计中的关键问题及其算法,重点研究基于可重构纳米crossbar结构的容缺陷逻辑映射问题及其算法,基于QCA多数门的逻辑综合问题及其算法,以及针对错误率动态变化的容错设计问题及其算法等。本课题的研究将为纳米芯片设计提供必要的算法支持,具有重要的学术意义和应用前景。
英文摘要
当电子器件缩小到纳米尺度时,CMOS 技术将达到其物理极限,基于纳米技术的纳米芯片设计是IC 设计的一个新的发展方向。新的自下而上的制造工艺和极小的器件尺寸,决定了未来纳米芯片不可避免地会存在高缺陷率和高错误率。针对纳米芯片的新特点,研究容缺陷和容错设计方法具有重要的意义。本项目针对纳米芯片的高缺陷率和高错误率问题,基于Hyper-heuristic算法框架,研究相关的容缺陷和容错设计方法,主要工作和成果包括:(1)系统深入地研究了基于可重构纳米Crossbar 结构的容缺陷逻辑设计方法。(a) 通过引入最大二分匹配(MBM),首次把容缺陷逻辑映射问题建模为组合优化问题;提出一种新颖的基于适应度近似的Memetic算法(MA/FA),在获得好的优化质量的同时,有效降低了算法的计算代价。相关论文发表在本领域顶级期刊IEEE TEVC上。(b) 为解决此前算法映射成功率低的问题,提出多样性映射的概念以及三种多样性容缺陷逻辑映射算法。与此前发表的最好算法的对比实验表明,映射成功率得到大幅度提高,尤其是在大规模问题方面上改进尤为明显。相关工作得到国际同行的关注。(c) 首次给出了容缺陷逻辑映射问题数学形式的公式化定义,定义了一个新的加权覆盖率作为算法的评估标准,并验证了其合理性。基于此,提出一种基于遗传算法(GA)的有效的覆盖率优化算法。(d)提出了新的无缺陷子结构提取算法,与此前最好算法比较,在求解质量相当的情况下,显著降低了算法的时间复杂度。(2)对基于冗余分配机制的容错设计算法进行了研究,针对多层多模块串并联复杂结构系统,提出了基于广度memetic算法的冗余资源分配算法,取得了较好的实验结果。(3)基于Hyper-heuristic算法框架,系统深入地研究了面向大规模优化问题的演化算法,提出了两阶段集成演化算法和两阶段集成Memetic算法,并将其很好地用于数值优化和工程应用问题的求解。(4)对基于QCA 多数门的逻辑综合问题及其算法进行了研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1145/2517137
发表时间:2014-04
期刊:ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems (JETC)
影响因子:--
作者:Bo Yuan;Bin Li
通讯作者:Bo Yuan;Bin Li
DOI:10.1016/j.asoc.2012.09.004
发表时间:2013
期刊:Appl. Soft Comput.
影响因子:--
作者:Bin Li;Yu Wang;Thomas Weise;Long Long-Long
通讯作者:Bin Li;Yu Wang;Thomas Weise;Long Long-Long
A New Memetic Algorithm With Fitness Approximation for the Defect-Tolerant Logic Mapping in Crossbar-Based Nanoarchitectures
一种新的具有适应度近似的模因算法,用于基于 Crossbar 的纳米结构中的缺陷容忍逻辑映射
DOI:10.1109/tevc.2013.2288779
发表时间:2014-12
期刊:IEEE Transactions on Evolutionary Computation
影响因子:14.3
作者:Yuan Bo;Li Bin;Weise Thomas;Li Bin;Yao Xin;Yao Xin;Yuan B
通讯作者:Yuan B
Two-stage ensemble memetic algorithm: Function optimization and digital IIR filter design
两级集成模因算法:功能优化和数字 IIR 滤波器设计
DOI:10.1016/j.ins.2012.07.041
发表时间:2013
期刊:Information Sciences
影响因子:8.1
作者:Wang, Yu;Li, Bin;Weise, Thomas
通讯作者:Weise, Thomas
Coverage Optimization for Defect-Tolerance Logic Mapping on Nanoelectronic Crossbar Architectures
纳米电子交叉架构上的缺陷容错逻辑映射的覆盖优化
DOI:10.1007/s11390-012-1278-0
发表时间:2012-11
期刊:Journal of Computer Science and Technology
影响因子:0.7
作者:袁博;李斌
通讯作者:李斌
面向工程化应用的人工智能系统安全检测与防护关键方法研究
- 批准号:--
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:249万元
- 批准年份:2019
- 负责人:李斌
- 依托单位:
基于深度表征学习的演化算法动态行为分析与定量表征方法研究
- 批准号:61473271
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:李斌
- 依托单位:
共轭分子-过渡金属表面吸附复合体系电子态和电子学特性的第一性原理研究
- 批准号:21273210
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:李斌
- 依托单位:
特殊针尖对扫描隧道显微镜测量影响的理论研究
- 批准号:10704069
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:19.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:李斌
- 依托单位:
基于量子概率表达的量子遗传算法模型及算法研究
- 批准号:60401015
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:李斌
- 依托单位:
国内基金
海外基金
