一种基于“图”编码的模拟电路的自动合成方法

摘要

本发明涉及一种基于“图”编码的模拟电路的自动合成方法。自动合成步骤是：用“无向双连通多重图”表示模拟电路，设定模拟电路功能参数，随机产生N个个体以形成种群P，评估种群P中所有个体的性能，选亲和力高的n个个体形成临时种群P_S，对临时种群P_S克隆以形成克隆种群P_C，对克隆种群P_C修改以形成变异种群P_M，评估变异种群P_M，选出m个亲和力高的个体形成重选种群P_R，替换种群P中亲和力低的个体以形成次新种群P_N，随机产生d个新个体替换次新种群P_N中亲和力低的个体以形成新种群P_T；对新种群P_T按种群P的评估方法进行评估，依此循环，直到生成满足要求的模拟电路。本发明具有可生成任意结构形式、映射简单、编码效率高的特点。

主权项

1、一种基于“图”编码的模拟电路的自动合成方法，其特征在于该模拟电路的自动合成步骤为：第一步：用“无向双连通多重图”表示模拟电路，“图”G记作(V，E)，V是所有顶点的集合，E是所有边的集合，“图”的顶点表示元件之间的连接，“图”的边表示对应元件的类型和参数；元件包括电阻、电容、电感和二极管的两端口元件以及包括场效应管、三极管和变压器的多端口元件；第二步：设定自动合成的模拟电路的功能参数；第三步：模板模拟电路中或含有固定的输入信号源和负载电阻，或含有固定的输入信号源、负载电阻和供电电源，个体均在模板模拟电路的基础上随机产生；一个个体是一个模拟电路的“图”编码，个体的产生过程是：向模板模拟电路中随机添加顶点，添加顶点的个数也是随机的；在随机添加的顶点和模板模拟电路中的顶点之间一直添加边，直到该“图”满足双连通性为止；将随机产生一个个体的过程重复N次，在模板模拟电路基础上则随机产生N个不同的个体，N个不同的个体表示N个不同的模拟电路，形成种群P；第四步：评估种群P中所有个体所表示的模拟电路的性能，评估过程是：先将每个个体转换成SPICE格式的网络表，再根据生成的网络表，运行SPICE仿真程序，得到模拟电路仿真的结果，然后依据模拟电路仿真的结果，算出每个个体的亲和力；每个个体的亲和力是一个与目标电路的k个性能值和每个个体的k个性能值有关的函数：Affinity＝f((Vt1，Vf1)，(Vt2，Vf2)，...，(Vtk，Vfk))式中：(Vt1，Vt2，...，Vtk)是目标电路的k个性能值，(Vf1，Vf2，...，Vfk)是个体的k个性能值；个体的k个性能值和目标电路的k个性能值的差别越小，则个体的亲和力越大；第五步：将种群P中的所有个体按照亲和力的大小降序排列，亲和力高的n(n＜N)个个体被选中，形成临时种群PS，临时种群PS中的个体同样按照亲和力的大小降序排列；第六步：临时种群PS被克隆，克隆后的个体形成克隆种群PC，克隆种群PC中第i个个体被克隆的份数与该个体的亲和力成正比：Ni＝round(β·n/i)式中：Ni是第i个个体被克隆的份数，β是克隆因子，n是临时种群PS中的个体数，i是该个体在临时种群PS中的序号，round是四舍五入取整函数；第七步：克隆种群PC中的个体被随机选中的操作算子所修改，选中的操作算子为以下待选的操作算子中的全部或部分：a、添加边操作算子，b、删除边操作算子，c、修改边操作算子，d、添加顶点操作算子，e、删除顶点操作算子，f、串联操作算子；选中的操作算子的个数由下式决定：No＝RAND(round(RM×L))式中：RM是变异的概率，0＜RM≤1，L是预先设定的被选中的操作算子的最大个数，round是四舍五入取整函数，RAND(x)返回一个整数r∈[0，x-1]；对克隆种群PC中的个体修改后，形成变异种群PM，克隆种群PC和变异种群PM中的个体数目相同；第八步：评估变异种群PM中的个体，评估的过程与第四步相同；第九步：将评估后的变异种群PM中的个体首先按照亲和力的大小降序排列，然后从中选出m(m＜N)个亲和力高的个体形成重选种群PR，若重选种群PR中的个体亲和力高于种群P中的个体亲和力，则种群P中的亲和力低的个体将被替换，形成次新种群PN；第十步：按照第三步所述的产生新个体的过程，随机产生d(d＜N)个新个体，然后替换次新种群PN中d个亲和力低的个体，形成新种群PT；对新种群PT按照第四步所述的过程进行评估；重复执行上述步骤中的第五步～第十步，依此循环，直到满足要求的模拟电路生成为止。