جمعه 29 دی 1396 | Friday 19 th of January 2018 صفحه اصلی گروه الکترونیکی کامپیوتر
4-2- سخت افزار تکاملی در بهینه سازی بخش ترکیبی مدار

در  فرایند طراحی مدار بهینه بسیاری محققان سعی کرده اند به نحوی با روش های مختلف این فرایند را سرعت ببخشند. چندین روش استاندارد در طراحی مدارات ترکیبی مثل جبر بولی، نقشه کارنووکوین مککلاسی[1]وجود دارد. این روش ها قصد دارند با استفاده از گیت های NOT, AND, ORا تعداد گیت های یک مدار منطقی راکاهش دهند. که متأسفانه در مدار های پیچیده، خروجی این روش ها کارایی زیادی ندارند. بعضی تکنیک ها درفرایند طراحی شان ازXOR استفاده می کنند و هدفشان کاهش تعداد گیت ها می باشد نه تعداد ترانزیستورها(که بیشترین تأثیر را در اندازۀ یک تراشۀ مدار مجتمع دارند). محدودیت های دیگری مثل مسألۀ تأخیر زمانی نیز وجود دارد که معمولاً در این روش ها مطرح نمی شود. با مطرح شدن الگوریتم های تکاملی، محققان در جهت ایجاد فرایندی که طراحی مدارهای ترکیبی را به طور خودکار انجام وان را بهینه کند گام هایی برداشته اند.

اولین بار لوییس ساختار فنوتیپ و ژنوتیپ[2]را برای طراحی مدارهای ترکیبی پیشنهاد کرد. ساختار  فنوتیپ شاملورودی ها، سلول ها، اتصالات داخلی و خروجی های یک نمونه مدار می باشد[9]. شکل (1-4)هر سلول یک گیت منطقی می باشد که از طریق اتصالات داخلی با دیگر سلول ها در اتصال می باشد.

شکل 4-2- ساختار فنوتیپ ارائه شده توسط لوییس

شکل 4-2- ساختار فنوتیپ ارائه شده توسط لوییس

ژنوتیپی که از فنوتیپ فوق منشأ گرفته است در شکل(4-3)نشان داده شده است. لوییس از الگوریتم ژنتیک پایه استفاده کرد (یعنی فنوتیپ خود را به صورت دودویی کد کرد. ).یک نمونه مدار ترکیبی با ساختار فنوتیپ لوییس

 در شکل(4-4) مشاهده می شود.

 در سال 1999 کارلوس، الگوریتم ژنتیکی طراحی کرد که از پنج گیت NOT ,AND ,OR ,XOR ,NULLبرای طراحی مدار استفاده می کرد، و تنها محدودیت ان تعداد گیت های به کار رفته در مدار بود. این روش می توانست مدار های ترکیبی را با تعداد کمتری گیت نسبت به روش های نقشه کارنو و کویین مککلاسی ایجاد کند. در سال 2000 کارلوس روش دیگری برای انکدینگ ساختار ژنوتیپ پیشنهاد کرد که N-Cardinality[1]نام گرفت،که به مراتب مدارهای بهتری را تولید می کرد. و در همان سال روشی که بر مبنای بهینه سازی چند هدفی پیشنهاد کرد، که از هر دو روش پیشین بهتر عمل می کرد. البته این روش ها از نظر تعداد گیت ها بهینه محسوب می شدند، و نتایج نشان داد که تعداد ترانزیستورهای به کار رفته در مدارهای بدست امده از روش های قدیمی نسبت به روش کارلوس کمتر بوده است[8]. محققان در بهینه سازی به دنبال روشی بودند که پیچیدگی مدار؛ تعداد گیت ها؛ و همچنین فضای اشغال شده؛ تعدادترانزیستورها کاهش پیدا کند.


[1]N-Cardinality Genetic algorithm (NGA) 

 

 

 


 

 

Compatability by:
آخرین به روز رسانی سایت: سه شنبه, 22 اسفند 1391 - 00:26