● 摘要
目前，低功耗设计已经成为集成电路设计中的核心问题。之前的功耗优化研究大都针对Boolean逻辑电路展开，而对于某些算术运算电路、通信电路，基于AND/XOR的Reed-Muller(RM)逻辑电路在功耗、面积以及可测性方面更有优势。n变量的混合极性RM逻辑电路有3n个不同极性，即优化空间为3n，而固定极性RM逻辑电路的优化空间为2n，是MPRM优化空间的子集，所以对MPRM逻辑电路进行功耗优化能得到更为优化的结果。本文依据极性决定逻辑表达式的繁简从而影响电路功耗的原理来研究MPRM逻辑电路功耗优化的问题。
本文研究了逻辑级功耗估算的模型，决定使用累加的开关活动率来估算电路功耗，并结合影响逻辑级功耗估算的因素和算法成本的考虑，提出一种针对组合电路并且使用概率功耗估算方法的零延时MPRM逻辑电路功耗估算模型。该模型将信号模型化为马尔科夫随机过程从而考虑信号的时间相关性，并使用有序二叉决策图(Ordered Binary Decision Diagrams, OBDDs)在门级电路中计算开关活动率。最后，结合改进的基于列表的极性转换算法和极性搜索算法（中小规模电路采用枚举法，大规模电路采用遗传算法）完成MPRM逻辑电路功耗优化。
使用功耗分析工具Prime Time PX(PTPX)得到的接近实际电路功耗值与研究结果对比表明，改进的MPRM逻辑电路功耗估算模型相较于未考虑时间相关性的功耗估算模型更为准确，使用此功耗估算模型进行MPRM功耗优化时能使基于功耗值的成本函数更为准确。试验结果表明MPRM逻辑电路功耗优化的结果比FPRM逻辑电路的优化结果更为理想。