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随着集成电路规模和集成度不断发展，数字电路必定会遭遇功耗、面积与速度等问题。传统数字电路一般采用二值逻辑，但是二值逻辑只有0和1两种信号，其所含的信息量较低，严重制约了集成电路的发展。多值逻辑电路不仅仅使用0和1两种信号，还使用了2、3等信号，极大的增加了每条线的信息含量，能有效节省电路面积以及提高运行速度，降低数字系统的连线，节省成本。三值逻辑在多值逻辑代数系统中基数最小，容易实现，具有代表性。 任意的三值逻辑函数既可以用布尔逻辑表示，也可以用Reed-Muller(RM)逻辑表示。与传统的布尔逻辑电路相比，用RM逻辑表示的电路其功耗更低，面积更小，速度更快。此外，用RM逻辑表示的电路可测性更强，电路结构更加紧凑。固定极性(Fixed-polarity Reed-Muller,FPRM)是 RM逻辑常用表达方式。 在三值FPRM逻辑函数中，假设存在n个变量，则有3n个固定极性，每个固定极性对应一个三值FPRM表达式。三值FPRM表达式的简单与复杂程度由极性决定，由此可见极性对三值FPRM电路的功耗、面积等性能产生很大的影响。因此，本文首先建立三值FPRM电路的面积和功耗估计模型，然后利用智能搜索算法搜索最佳极性，从而达到面积和功耗优化的目的，研究内容主要分为以下几个方面： 1.基于人口迁移算法的二值FPRM电路面积最佳极性搜索：研究二值FPRM电路逻辑函数展开式，建立二值FPRM电路面积估计模型，结合二值FPRM电路极性转换技术，提出一种二值FPRM电路面积优化方案。 2.基于穷举法的三值FPRM电路功耗最佳极性搜索：研究三值FPRM电路逻辑函数展开式，建立三值FPRM电路功耗估计模型，结合极性转换技术，提出一种中小规模三值FPRM电路功耗优化方案。 3.基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗最佳极性搜索：研究模拟退火遗传算法，建立模拟退火遗传算法到三值FPRM功耗优化的映射，根据三值FPRM电路功耗估计模型设计适应度函数，提出一种大规模三值FPRM电路功耗优化方案。 4.基于人口迁移算法的三值FPRM电路面积最佳极性搜索：研究人口迁移算法，建立人口迁移算法到三值FPRM面积优化的映射，根据三值FPRM电路面积估计模型设计吸引力函数，提出一种三值FPRM电路面积优化方案。 5.基于人口迁移遗传算法的三值FPRM电路面积和功耗最佳极性搜索：研究人口迁移算法，并结合遗传算法加以改进，提出人口迁移遗传算法，同时利用人口迁移遗传算法设计一种三值FPRM电路面积和功耗综合优化方案。 本文所提优化方案均用C语言通过VC6.0编译实现，利用MCNC基准电路进行仿真测试，结果表明所提方案优化效果明显。