АЛГОРИТМ СИНТЕЗА КОМБИНАЦИОННЫХ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ НА ОСНОВЕ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПОДХОДА
Ключевые слова:
Автоматизация проектирования, интеллектуальные САПР, самореконфигурируемые аппаратные системы, эволюционное моделирование, биоинспирированные алгоритмы, синтез комбинационных схемАннотация
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.
