[发明专利]模拟电子电路的矩阵组编码方法

说明书

技术领域

本发明属于模拟电子电路编码领域。具体涉及模拟电子电路的“矩阵组”编码方法。 

背景技术

随着纳米技术的迅速发展，集成电路生产企业可以制造出体积更小、集成度更高的模拟电子电路。因此，模拟电子电路设计的复杂程度也呈指数倍地增长。然而，使用传统的模拟电子电路设计方法来设计模拟电子电路效率较低、电路设计模式非常固定，再加上熟练设计人员的严重缺乏，使得传统的模拟电子电路设计方法无法满足市场对具有新型电路结构和功能的模拟电子电路的需求。为了提高模拟电子电路的设计能力，模拟电子电路自动合成的相关研究受到广泛关注。模拟电子电路自动合成的基本思想是利用计算机运算高速和精确的特点，期望使用计算机代替人工来完成模拟电子电路的设计工作。为达到这一目标，将模拟电子电路以一种计算机可以识别、存储和操作的方式表示出来就成为首先要解决的问题。这一问题也就是模拟电子电路的编码问题。 

模拟电子电路编码的运用贯穿于电路自动合成算法的整个流程中，其优劣直接决定了整个电路自动合成方法的执行效率和合成效果。美国卡内基梅隆大学副教授Jason D.Lohn曾于1998年在《A circuit representation technique for automated circuit design》一文中提出了用于电路自动合成的模拟电子电路编码方法应当具备的三个重要特点：第一，该编码方法应当能够表示所有或者至少大量的电路；第二，电路编码的解码效率应当尽可能的高；第三，该编码方法在语法上应当是封闭的，从而确保电路编码在电路算子的操作下，依然保持电路拓扑结构的有效性。 

很多学者已经在模拟电子电路的编码方法上做了大量的研究，这些研究可以归为两类：直接编码和间接编码。直接编码通常使用定长或变长的“串”来表示模拟电子电路。“串”中的元素表示电路中的元件或者元件之间的连接关系。直接编码最大的优点在于此类编码拥有很高的解码和操作效率。但是，当使用直接编码表示复杂电路的时候，编码太长，且经过电路修改操作后容易产生废电路使得算法的搜索效率降低。另一方面，在间接编码中，编码并不直接表示电路的结构，取而代之的是编码中含有的一系列信息，这些信息用来引导一个构建电路的过程。这类方法中通常是以“树”来表示模拟电子电路。此类方法的主要优点在于 能够表示多种多样的电路，由操作而导致的废电路数量相比较而言比直接编码方法少了很多。但是，它的缺点在于由电路到“树”和由“树”到电路的映射过程相对复杂，使得电路的编解码效率不高；同时，它依然存在电路修改操作会导致相当数量无效电路产生的问题。 

发明内容

本发明旨在克服上述技术不足，目的是提供一种电路拓扑结构丰富且有效、编解码效率高和算子操作灵活的模拟电子电路的“矩阵组”编码方法。 

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：该编码方法由模拟电子电路的“矩阵组”编码和电路算子构成，其中：模拟电子电路的“矩阵组”编码是拓扑结构矩阵”T、“第一参数矩阵”S_s和“第二参数矩阵”S_o的统称；电路算子由“操作算子”和“特殊算子”两类组成。 

将模拟电子电路的拓扑结构编码为“拓扑结构矩阵”T的型式，将模拟电子电路中的电阻、电感、电容、独立电压源和独立电流源的参数编码为“第一参数矩阵”S_s的型式，将模拟电子电路中除电阻、电感、电容、独立电压源和独立电流源外的其余元件的参数编码为“第二参数矩阵”S_o的型式；采用“操作算子”和“特殊算子”两类电路算子对模拟电子电路的“矩阵组”编码进行修改操作。 

上述技术方案所述的“拓扑结构矩阵”T由矩阵A和矩阵M组成，“拓扑结构矩阵”T具体定义如下： 

T=[A M]                       (1) 

式(1)中：