Uma abordagem multiobjetivo usando programação genética cartesiana para projeto de circuitos digitais aproximados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Lima, Leandro Silva lattes
Orientador(a): Bernardino, Heder Soares lattes
Banca de defesa: Aguiar, Eduardo Pestana de lattes, Manfrini, Francisco Augusto Lima lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9946
Resumo: Os motivos que justificam estudos envolvendo Hardware Evolutivo (EHW), uma área voltada ao projeto de dispositivos eletrônicos que utiliza algoritmos evolutivos na concepção de determinada arquitetura como circuitos digitais e circuitos analógicos, são: (i) desenvolver modelos que não são alcançáveis quando técnicas tradicionais são empregadas; e (ii) projetar boas soluções para problemas e aplicações em que as especificações são incompletas ou não existem soluções ótimas. Neste cenário, a Computação Aproximada aparece como um novo paradigma em resposta à necessidade de melhorar o desempenho ou a eficiência energética de dispositivos eletrônicos. Na Computação Aproximada, a acurácia dos modelos pode ser relaxada, gerando projetos para usuários que estão dispostos a aceitar certas imprecisões, como em aplicações multimídia, circuitos aritméticos imprecisos, processos de compressão de imagens, aplicações de filtros digitais de resposta finita ao impulso (FIR) e resposta infinita ao impulso (IIR). Circuitos digitais obtidos via Computação Aproximada são classificados como circuitos digitais aproximados. Os requisitos de funcionalidade dos circuitos digitais aproximados são relaxados visando alcançar: (i) economia de energia, (ii) melhor velocidade de resposta, (iii) menor complexidade do circuito e (iv) menor área ocupada pelos componentes do circuito. Deseja-se investigar aqui o processo de construção de circuitos digitais combinacionais aproximados via Computação Evolucionista multiobjetivo. Para tal uma técnica de Programação Genética Cartesiana, baseada no conceito de dominância de Pareto e com tamanho populacional adaptativo para lidar com múltiplos objetivos é proposta neste trabalho visando projetar circuitos digitais aproximados analisando o compromisso entre atraso de propagação (delay), potência consumida e erro. Tal técnica é intitulada CGPMO+TPA. Circuitos digitais combinacionais como somadores, multiplicadores e Unidades Lógicas Aritméticas com até 16 entradas e 370 portas lógicas são considerados nos experimentos computacionais. O método CGPMO+TPA foi comparado com abordagens presentes na literatura e apresentou resultados satisfatórios.