Polymorphic circuits synthesis and optimization

Tato práce se zabývá metodami logické syntézy a optimalizací pro polymorfní obvody. V práci jsou jak diskutovány existující metody pro konvenční obvody, tak i představeny nové metody, aplikovatelné na polymorfní elektroniku. Hlavním přínosem práce je představení nových metod optimalizace a logické syntézy pro polymorfní obvody. Přesto, že v minulých letech byly představeny metody pro návrh polymorfních obvodů, jsou tyto metody založené na evolučních technikách nebo nejsou dobře škálovatelné. Z toho vyplývá, že stále neexistuje stabilní metodika pro návrh složitějších polymorfních obvodů. Tato práce představuje zejména reprezentaci polymorgních obvodů a metodiku pro jejich návrh založenou na And-Inverter grafech. Na polymorfní obvody reprezentované pomocí AIG je možné aplikovat známé techniky jako například přepisování [rewriting]. Nasazením techniky přepisování na polymorfní AIG získáme obvod, obsahující polymorfní prvky uvnitř obvodu, a je možné dosáhnout značných úspor prostředků, které mohou být sdíleny mezi dvěma funkcemi současně. Ověření návrhové metodiky pro polymorfní obvody bylo provedeno nad sadou veřejně dostupných obvodů, čímž je demonstrována efektivita metodiky.This thesis deals with synthesis and optimization methods of polymorphic circuits. Ordinary and multi-functional synthesis and optimization methods are discussed. The main objective of this thesis is to introduce novel methodologies for scalable synthesis of multi-functional digital circuits. Despite the fact that several approaches have been proposed during recent years, those are applicable for small-scale circuits only or are based on various evolution-inspired techniques. Obviously, scalable synthesis methodology for complex multi-functional circuits does not exist yet. The proposed methodology is based on And-Inverter Graphs ( AIGs ) with built-in extension for multi-functional circuits where the employment of rewriting techniques reduces the area by sharing common resources of two different input circuits. Experiments performed on publicly available benchmark circuits demonstrate significant optimization achievements.