面向符號BDD的專用處理器設計.pdf

1、符號BDD（BinaryDecisionDiagram，二叉決策圖）是布爾函數的一種表達方法，可對目標數據進行層次劃分與表示。基于BDD的符號算法已被廣泛應用于圖的表示與處理、裝配序列規(guī)劃、組合電路綜合與驗證等領域。
　　隨著目標數據規(guī)模及其計算量的遞增，現有計算環(huán)境對數據處理時間逐漸增大，其時間消耗越來越難滿足用戶需求，如何加快符號技術對數據的處理速度受到了越來越多的學者關注?，F階段基于通用處理器環(huán)境的軟件處理方式對頻繁的數據操

2、作仍存在較大時間消耗；基于GPU計算環(huán)境的符號操作運算盡管能獲得可觀的速度，但在成本敏感的嵌入式領域難以適應。故設計面向符號BDD專用處理器的硬件加速技術成為減少信息處理時間的一種有效方法。
　　本文結合BDD對圖的信息處理原理，從數據結構、操作算法、指令系統及其計算架構等多個角度對其計算過程進行改進，并設計專用處理器實現其信息處理過程，達到信息處理的加速目的。本文主要工作有：
　?。?）依據數據的物理存取過程，提出一種基于

3、二叉靜態(tài)鏈表的BDD數據表式。該表示以四元組表示節(jié)點信息，兼顧傳統的順序存儲與鏈式存儲的優(yōu)點，利于硬件電路對數據的快速存取。依據所提出的節(jié)點四元化二叉靜態(tài)鏈表結構，以層次遍歷機制重新演繹BDD的操作算法，包括Apply、ITE、置換、量化、求值、等價性判定以及可滿足性問題求解算法。分析層次機制內的節(jié)點信息與地址的幾何特征以減少節(jié)點操作過程的計算量，同時，煉所演繹操作算法常用的原子操作。
　?。?）引入ASIP（Applicatio

4、nSpecificInstruction-setProcessor，應用專用指令集處理器）技術，依據所提出的原子操作設計專用指令集合，結合部分通用指令共同組成專用處理器控制器，增設映射數據專用存儲器，搭建專用CPU架構級計算系統。以Xilinx平臺的Vertex5E系列FPGA（Field-ProgrammableGatesArray，現場可編程門陣列）綜合并該處理器框架，以特殊指令描述操作算法并載入處理器運行與仿真，以經典ARM指令同