JSON файлы

Для генерации комбинационных схем с использованием командной строки необходимо создать JSON файл.

Набор использованных методов описан в следующих статьях:

V.V. Zunin, A.Y. Romanov, R.A. Solovyev Developing Methods for Combinational Circuit Generation, in: 2022 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE, 2022. P. 842-846. doi
D.A. Miachin, V.P. Pugach, S.S. Avdeiuk, V.V. Zunin, A.Y. Romanov. The Open System for Storing and Processing of a Dataset of Combinational Circuits // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2023. Vol. 35. No. 5. P. 81-90. doi

JSON файл может содержать несколько наборов генерации:

[
    {
        набор генерации 1
    }
    {
        набор генерации 2
    }
]

Каждый набор генерации состоит из нескольких блоков (для параметров в скобках указывается их тип, дефолтное значение, ялвялется ли параметр обязательным, дефолное значение, если параметр опциональный):

Набор глобальных параметров
1. multithread (int, опциональный) - количество потоков, используемых в процессе генерации, дефолтное значение: 1
Набор параметров генерации - блок GenerationParameters
1. convert_to_basis (bool, опциональный, false) - необходимо ли конвертировать итоговые графы в необходимый базис, если да, то базис будет автоматически определен на основании блока gates_inputs_info
2. gates_inputs_info (опциональный) - блок элементов, которые могут быть использованы при генерации графа, для каждого элемента списком указано возможное количество входов у элемента, на данный момент на генерацию влияет только наличие элемента, но не количество входов
3. min_in (int, опциональный, 1) - минимальное количество входов
4. max_in (int, опциональный, 1) - максимальное количество входов
5. min_out (int, опциональный, 1) - минимальное количество выходов
6. max_out (int, опциональный, 1) - максимальное количество выходов
7. repeat_n (int, опциональный, 1) - количество повторений для каждого набора
8. seed (int, опциональный, -1) - сид для генератора случайных чисел, при значении -1 используется случайное значение
9. type_of_generation (enum, обязательный) - выбор типа генерации, возможны следующие значения:
  1. From Random Truth Table - генерация по случайной таблице истинности
  2. Rand Level - генерация со случайной глубиной графа
  3. Rand Level Experimental - экспериментальная версия генератора Rand Level
  4. Num Operation - генерация логических операций
  5. Comparison - генерация блока сравнений
  6. Summator - генерация сумматора
  7. Multiplier - генерация умножителя
  8. Subtractor - генерация делителя
  9. Multiplexer - генерация мультиплексора
  10. Demultiplexer - генерация демультиплексора
  11. Encoder - генерация кодироващика
  12. Decoder - генерация декодера
  13. Genetic - генерация на основе генетических алгоритмов
  14. Parity
  15. ALU - генерация арифметико-логического устройства
Набор параметров выходных результатов генерации - блок OutputParameters
1. create_id_directories (bool, опциональный, false) - необходимо ли создавать директории для датасетов в сооответствии с их id
2. dataset_id (string, обязательный) - номер датасета в папке сохранения датасетов
3. dataset_path (string, опциональный, "./dataset") - путь к директории для хранения датасета
4. id (int, обязательный) - обозначение подкатегории датасета
5. make_graphml_classic (bool, опциональный, false) - необходимо ли сохранять классическое graphml представление графа
6. make_graphml_pseudo_abc_d (bool, опциональный, false) - необходимо ли сохранять pseudo_abc graphml представление графа
7. make_graphml_open_abc_d (bool, опциональный, false) - необходимо ли сохранять open_abc graphml представление графа
8. make_dot (bool, опциональный, false) - необходимо ли сохранять dot представление графа
9. save_circuit_parameters_json (bool, опциональный, true) - при true выполняется обсчет параметров схемы и рядом с Verilog сохраняется файл <имя_схемы>.json; при false генерируются только Verilog и прочие форматы по флагам выше, без JSON с параметрами схемы
Набор параметров, специфичных для конкретного типа генерации, блоки являются обязательными для конкретных типов генерации, их названия соответствуют значению type_of_generation:
1. From Random Truth Table
  1. CNFF (bool, опциональный, false) - создавать ли схему с помощью СДНФ
  2. CNFT (bool, опциональный, false) - создавать ли схему с помощью СКНФ
  3. Zhegalkin (bool, опциональный, false) - создавать ли схему с помощью полинома Жегалкина
2. Rand Level
  1. min_level (int, опциональный, 1) - минимальное количество уровней в схеме
  2. max_level (int, опциональный, 1) - максимальное количество уровней в схеме
  3. min_elem (int, опциональный, 1) - минимальное количество элементов в схеме
  4. max_elem (int, опциональный, 1) - максимальное количество элементов в схеме
3. Rand Level Experimental
  1. min_level (int, опциональный, 1) - минимальное количество уровней в схеме
  2. max_level (int, опциональный, 1) - максимальное количество уровней в схеме
  3. min_elem (int, опциональный, 1) - минимальное количество элементов в схеме
  4. max_elem (int, опциональный, 1) - максимальное количество элементов в схеме
4. Num Operation
  1. leave_empty_out (bool, опциональный, false) - оставлять ли пустые входы
  2. num_and (int, опциональный, 1) - количество элементов типа and
  3. num_nand (int, опциональный, 1) - количество элементов типа nand
  4. num_or (int, опциональный, 1) - количество элементов типа or
  5. num_not (int, опциональный, 1) - количество элементов типа not
  6. num_nor (int, опциональный, 1) - количество элементов типа nor
  7. num_buf (int, опциональный, 1) - количество элементов типа buf
  8. num_xor (int, опциональный, 1) - количество элементов типа xor
  9. num_xnor (int, опциональный, 1) - количество элементов типа xnor
5. Comparison
  1. equal (bool, опциональный, false) - генерация операции сравнения "равно"
  2. less (bool, опциональный, false) - генерация операции сравнения "меньше"
  3. more (bool, опциональный, false) - генерация операции сравнения "больше"
6. Summator
  1. minus (bool, опциональный, false) - использовать отрицательную сумму
  2. overflowIn (bool, опциональный, false) - необходимо ли создать дополнительный вход для переноса в первый разряд
  3. overflowOut (bool, опциональный, false) - необходимо ли создать дополнительный выход для переноса из последнего разряда
7. Multiplier - на данный момент нет специфичных параметров
8. Subtractor
  1. overflowIn (bool, опциональный, false) - необходимо ли создать дополнительный вход для переноса в первый разряд
  2. overflowOut (bool, опциональный, false) - необходимо ли создать дополнительный выход для переноса из последнего разряда
  3. sub (bool, опциональный, false) - выбор вычитаемого, при true вычитаемое - второе число
9. Multiplexer - на данный момент нет специфичных параметров
10. Demultiplexer - на данный момент нет специфичных параметров
11. Encoder - на данный момент нет специфичных параметров
12. Decoder - на данный момент нет специфичных параметров
13. Genetic
  1. chromosome_type (string, обязательный) - тип хромосомы, возможные значения:
    1. TruthTableEnum
  2. cycles (int, опциональный, 1) - максимальное количество циклов генерации
  3. mask_prob (double, опциональный, 1.0)
  4. mut_chance (double, опциональный, 0.5) - шанс мутации
  5. mut_type (string, обязательный) - тип мутации хромосом, возможные значения
    1. Binary
    2. Density
    3. AccessionDel
    4. InsertDel
    5. Exchange
    6. Delete
  6. out_ratio (double, опциональный, 1.0) - значение критерия окончания работы генератора
  7. playback_type (string, обязательный) - тип рекомбинации, возможные значения:
    1. CrossingEachExitInTurnMany
    2. CrossingUniform
    3. CrossingTriadic
    4. CrossingReducedReplacement
    5. CrossingShuffling
  8. population_size (int, опциональный, 1) - размер начальной популяции
  9. ratio_in_table (double, опциональный, 1.0)- распределение 0 и 1 в таблице истинности
  10. rec_num (int, опциональный, 1) - количество рекомбинаций
  11. ref_points (int, опциональный, 1)
  12. selection_type (string, обязательный) - тип отбора после мутации, возможные значения:
    1. Base
  13. selection_type_parent (string, обязательный) - тип отбора мутации, возможные значения:
    1. Panmixia
    2. Inbringing
    3. Outbrinding
    4. Tournament
    5. Roulette
  14. surv_num (int, опциональный, 1) - количество выживших
  15. swap_type (int, опциональный, 1) - возможные значения:
    1. 0
    2. 1
    3. 2
  16. tour_size (int, опциональный, 1) - размер турнира для Tournament
14. Parity - на данный момент нет специфичных параметров
15. ALU
  1. ALL (bool, опциональный, false) - выбор всех типов генерации, аналогично выставлению для всех типов true
  2. AND (bool, опциональный, false) - выбор логической операции И
  3. NAND (bool, опциональный, false) - выбор логической операции НЕ-И
  4. OR (bool, опциональный, false) - выбор логической операции ИЛИ
  5. NOR (bool, опциональный, false) - выбор логической операции НЕ-ИЛИ
  6. XOR (bool, опциональный, false) - выбор логической операции Исключающее ИЛИ
  7. XNOR (bool, опциональный, false) - выбор логической операции Исключающее НЕ-ИЛИ
  8. SUM (bool, опциональный, false) - выбор генерации Summator с положительной суммой
  9. NSUM (bool, опциональный, false) - выбор генерации Summator с отрицательной суммой
  10. MULT (bool, опциональный, false) - выбор генерации Multiplier
  11. SUB (bool, опциональный, false) - выбор генерации Subtractor с выбором вычитаемого B и вычитателя A
  12. NSUB (bool, опциональный, false) - выбор генерации Subtractor с выбором вычитаемого A и вычитателя B
  13. COM (bool, опциональный, false) - выбор генерации Comparison
  14. CNF (bool, опциональный, false) - выбор генерации From Random Truth Table (CNFT, CNFF, Zhegalkin)
  15. RNL (bool, опциональный, false) - выбор генерации Rand Level
  16. NUM_OP (bool, опциональный, false) - выбор генерации Num Operation
  17. min_level (int, опциональный, 1) - минимальное количество уровней в схеме
  18. max_level (int, опциональный, 1) - максимальное количество уровней в схеме
  19. min_elem (int, опциональный, 1) - минимальное количество элементов в схеме
  20. max_elem (int, опциональный, 1) - максимальное количество элементов в схеме
  21. leave_empty_out (bool, опциональный, false) - оставлять ли пустые входы

В примере JSON файла указаны все возможные параметры генерации (кроме сида), что позволяет использовать его для всех параметров генерации с минимальными изменениями. В дополнении в той же папке имются индивидуальные JSON файлы под каждый тип генерации: