[发明专利]一种面向符号BDD操作的CPU设计方法及计算系统

摘要

本发明公开一种面向符号BDD操作的CPU设计方法及计算系统，包括：BDD数据结构设计、新型数据结构操作算法、专用指令系统设计、CPU内核与构架设计、BDD操作专用运算系统构建以及系统的硬件实现。本发明通过用户上位机将操作对象转换，传输至所设计的专用BDD运算系统，通过系统内专用CPU运算机制对BDD数据进行操作计算，以达到快速运算的目的；通过建立新型BDD数据结构与对应操作算法，提高了BDD操作运算的效率。本发明能够在较高的算法效率以及较高的硬件处理效率下完成BDD操作计算任务，同时还能保证BDD数据的正确性和简洁性。

主权项

1.一种面向符号BDD操作的CPU设计方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1.依据BDD树的结构与属性，定义BDD数据的结构、存储方式和递归映射方式；步骤11.为每个节点分配四个属性值，分别为节点的等级值level、节点的地址偏移量值AOP、节点的左分支指向low和节点的右分支指向high；其中节点的左分支指向low和节点的右分支指向high均指向该节点的子节点地址偏移量值AOP；步骤12.每组hash值由2个操作节点的地址偏移量值AOP填充；步骤13.确定BDD树的表达形式，先根据步骤11填充BDD树的每个叶节点，随后根据步骤12从BDD树的根节点开始对BDD树的每个节点进行顺序排列；hash表的读写顺序与该排列相同，当读与写的指针相同且无后续hash值时，意味着操作结束；步骤2.基于步骤1所定义的BDD数据的结构、存储方式和递归映射方式，生成BDD数据操作算法；步骤21.将所生成的BDD数据存入数据存储器中，记录所操作每个BDD树的初始地址以及节点个数，初始化各个存储器指针；步骤22.取出两个BDD树的根节点进行操作，分析节点中是否存在支配点，若存在支配点，则操作结束，写入操作结果；若不存在支配值，则生成新节点的地址偏移量值AOP与等级值level，生成两组hash值存入哈希存储器中；步骤23.判断是否剩余hash值；若无剩余，则节点生成完毕，跳转至步骤26；若有剩余，则读取hash值，记录读后hash值，记录读取hash值次数；步骤24.检测该组hash值是否存在支配点，若存在，则计算操作值并补充父节点，若不存在，则判断hash值是否重复；若重复，读取重复hash值所对应的节点单元，读入该节点地址偏移量值AOP用于补充重复节点的父节点；若不重复，则将读入的hash值转化为节点地址，读取所指向的2个节点；步骤25.分析节点组；判断是否存在支配点，若存在，则计算操作值，补充父节点分支指向，跳转至步骤23；若不存在支配点，则生成新节点的等级值level与地址偏移值AOP，生成子节点操作的两组hash值写入hash表中，跳转至步骤23；步骤26.查询重复节点，从高等级节点开始，标记重复节点，修改对应父节点指向；步骤27.检测冗余节点，从高等级节点开始，标记冗余节点，同时修改其父节点指向；步骤28.重复步骤26和步骤27，直到没有重复节点和冗余节点为止，简化结束，操作完毕；步骤3.针对步骤2生成的BDD操作算法设计专用指令系统，并利用专用指令系统描述步骤2所生成的BDD数据操作算法；步骤4.依据步骤3生成的指令系统，利用Xilinx平台设计与验证CPU内核与构架的功能，组成完整的CPU结构。