АЛГОРИТМ СИНТЕЗА КОМБИНАЦИОННЫХ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ НА ОСНОВЕ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПОДХОДА

Аннотация

Появление новых технологий изготовления компонентов цифровых электронных уст- ройств привело к необходимости повышения эффективности методов автоматизирован- ного проектирования. Увеличение требований к элементам вызывает рост размерности решаемых задач. Для решения задач, которые ранее невозможно было автоматизировать разрабатываются новые методы и программные приложения. Перед специалистами сто- ит задача разработки фундаментальных принципов построения систем проектирования нового поколения. Разработка устройств обладающих такими характеристиками как: надежность, живучесть, автоматическое устранение повреждений, является актуальной задачей. В данной работе предлагается подход к решению задачи синтеза комбинационныхсхем на основе использования методов эволюционного проектирования. Под эволюционным проектированием технической системы понимается целенаправленное использование ком- пьютерных моделей эволюции на всех стадиях разработки системы. Целью является обес- печение возможности проектирования в полностью автоматическом режиме. Основная идея самореконфигурируемых аппаратных систем состоит в том, чтобы вместо аппа- ратных систем общего назначения использовать системы, которые могут адаптировать- ся под специфику выполняемого программного обеспечения. Синтез программируемой схе- мы строится по принципу «восходящего» проектирования – от низшего к высшему уровню. Это позволяет конфигурировать аппаратную часть индивидуально, посредством про- граммирования логических элементов. Для реализации данной задачи используют эволюци- онные алгоритмы. Логические функции могут быть описаны комбинационными схемами. Одним из достоинств комбинационных схем является их высокое быстродействие. Задача состоит в разработке структуры комбинационной логической схемы на основе заданной таблицы истинности и номенклатуры логических элементов. В работе был предложен эволюционный алгоритм синтеза комбинационных логических схем. Были разработаны методика кодирования альтернативных решений и модифицированные эволюционные опе- раторы для синтеза новых решений. Выполнена программная реализация предложенного алгоритма. Проведенные вычислительные эксперименты подтвердили правильность вы- бранного подхода. Использование эволюционных методов для синтеза комбинационных логических схем позволяет повысить интеллектуальность систем проектирования.