[发明专利]一种基于节点扇出源追踪与迭代消减技术的组合与时序电路可靠性度量方法

权利要求书

1.一种基于节点扇出源追踪与迭代消减技术的组合与时序电路可靠性度量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：网表解析及相关量的初始化，过程如下：

1.1)读取网表，提取电路的基本门信息，构建电路的完整性链表LC且标识出电路的所有原始输入端和原始输出端；其中，在时序电路中触发器的所有输入被标识为伪输入端；初始化循环变量i＝1，k＝0；完整性链表LC指链表中任意节点的输入端信息均可从该节点的前序节点的输出端信息中提取得到；

1.2)基于基本门的类型type、故障概率p与输入端个数m，利用真值表法构建type类型基本门的概率转移矩阵PM_type-m与理想转移矩阵IM_type-m；

1.3)提取电路各原始输入端和伪输入端的输入信号，并构建与之相对应的原始输入概率分布pipt；其中，若原始输入信号为0，则pipt＝[1,0]；否则pipt＝[0,1]；

1.4)为LC中的第i个节点创建空队列fanout_i，并记录其输出端的扇出分支数；同时，将数组fanout_combine_num初始化为0；其中，时序电路可视作为无限多个重复叠加的组合电路，且节点i所对应的fanout_i还需通过变量Iter以记录当前扇出所在的迭代次数；

步骤2：计算LC中第i个节点的故障输出概率分布fopt_i与理想输出概率分布iopt_i，过程如下：

2.1)读取LC中的第i个节点G_i并提取其type，若为电路原始输入端或者首次被遍历的伪输入端，则将pipt中对应的值复制给iopt_i和fopt_i，并转至2.12)；若为电路的原始输出端或伪输出端，则转至步骤3)；否则，提取其故障概率p_i及输入端个数mi，生成对应G_i的概率转移矩阵PM_type-mi与理想转移矩阵IM_type-mi，并初始化循环变量j＝1；

2.2)提取G_i的第j个输入端的父节点hj；若hj的输出连接扇出，则将该节点的第j个输入的故障输入概率矩阵fipt_ij赋值为2×2单位矩阵I₂，理想输入概率iipt_ij赋值为iopt_hj，并将编号hj加入fanout_i队尾；否则，将fipt_ij与iipt_ij分别赋值为故障输出概率分布fopt_hj与理想输出概率分布iopt_hj；

2.3)若j＝＝mi，则转2.4)；否则，执行j＝j+1，并转2.2)；

2.4)分别利用式(1)与式(2)计算G_i的故障输入概率分布fipt_i与理想输入概率分布iipt_i：

2.5)分别利用式(3)与式(4)计算G_i的故障输出概率分布fopt_i与理想输出概率分布iopt_i：

fopt_i＝fipt_i×PM_type-mi (3)

iopt_i＝iipt_i×IM_type-mi (4)

2.6)提取fanout_i中的元素个数mm，并构建空矩阵tmp_fopt_i且初始化行数标记k＝0，创建队列H以记录每次被合并的节点编号；并查找fanout_i中的相同值；若有相同元素，则将该元素所对应的节点编号加入H并转至2.7)执行合并操作；否则，转至2.11)；

2.7)对矩阵fopt_i的行从0～2^mm-1的顺序进行编号并按行进行遍历，并提取其中相同元素所对应的二进制位的值；若值相同，则记录其在fopt_i中的行号j，将该行赋值给tmp_fopt_i中的第k行，并执行k＝k+1；遍历完成后，执行fopt_i＝tmp_fopt_i；

2.8)遍历H，提取其中第t个元素Ht，并对fanout_combine_num_Ht执行加1操作，其中t＝1,2,…,length(H)，length(H)为队列H的元素个数；

2.9)若H中有元素满足fanout_combine_num_Ht+1＝fanout_num_Ht，则转至2.10)；否则转2.11)；

2.10)若fanout_Ht非空，则用其替换fanout_i中的元素Ht；否则，删除fanout_i中的元素Ht；用公式(5)构造fopt_i的左乘矩阵M_tmp，再用公式(6)更新矩阵fopt_i，然后转至2.6)；其中，I₂为2×2的单位矩阵，fopt_Ht为编号为Ht的节点的输出概率矩阵；

fopt_i＝M_tmp×fopt_i (6)

2.11)判断是否到达LC的末尾，若是，则转步骤4，否则执行i＝i+1，并转2.1)；

步骤3：在原始输出端计算电路的可靠性，过程如下：

3.1)提取G_i的fipt_i、iipt_i和fanout_i队列，并执行步骤2.6)-2.10)的扇出合并与消减操作；

3.2)若fanout_i队列为空，则转3.3)；否则，取出fanout_i队列中处于LC链最末端的元素存入H中，执行2.10)操作，然后转3.1)；

3.3)利用公式(7)计算该节点输出端的可靠性R_i；

R_i＝sum(fopt_i.×iopt_i) (7)

3.4)若到达LC的末尾，则转步骤4；否则，执行i＝i+1，并转2.1)；步骤4：计算整体电路的可靠性R，过程如下：

4.1)利用公式(7)获得电路的整体可靠性；其中，R_t指电路中第t个原始输出端的输出可靠性，no指电路原始输出端的个数；

4.2)若为组合电路，则输出R并结束；

4.3)若为时序电路，且多次迭代后的R趋于稳定，则输出R并结束；否则，执行Iter＝Iter+1，并转至步骤2。