|
|
Akcelerace evolučního návrhu obvodů na úrovni tranzistorů na platformě Zynq
Mrázek, Vojtěch ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Cílem této práce je návrh a realizace hardwarové jednotky umožňující automatickou syntézu integrovaných obvodů na úrovni tranzistorů. Práce je rozdělena na dvě části. První, teoretická část, se věnuje metodám návrhu obvodů s MOSFET tranzistory a problematice evolučních algoritmů. Dále rozebírá aktuální výsledky výzkumu v této oblasti a navazuje popisem nového přístupu evolučního návrhu a optimalizace číslicových obvodů na úrovni tranzistorů. Následující část se zabývá popisem hardwarové jednotky, která tuto novou metodu akceleruje na obvodu Zynq integrující procesor ARM a programovatelnou logiku. Funkčnost metody je prezentována na optimalizaci vícevstupých obvodů. Hardwarová jednotka byla využita v evolučním návrhu dvou a třívstupých hradel.
|
|
|
Koevoluční algoritmus pro úlohy založené na testu
Hulva, Jiří ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Drahošová, Michaela (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím koevoluce při řešení symbolické regrese. Symbolická regrese se používá pro zjištění matematického vztahu, který aproximuje naměřená data. Lze ji provádět pomocí genetického programování - metody ze skupiny evolučních algoritmů inspirovaných evolučními procesy v přírodě. Koevoluce pracuje s několika vzájemně působícími evolučními procesy. V této práci je popsán návrh a implementace aplikace, která dokáže provádět symbolickou regresi pomocí koevoluce pro úlohy založené na testu. Testy jsou generovány novou metodou, která umožňuje dynamicky měnit počet trénovacích vektorů potřebných k ohodnocení kandidátních řešení. Funkčnost aplikace byla ověřena na pěti testovacích úlohách. Výsledky byly porovnány s koevoluční metodou pracující s fixním počtem trénovacích vektorů. U tří úloh nalezla nová metoda řešení požadované kvality během menšího počtu generací, většinou ale bylo potřeba provést více vyčíslení trénovacích vektorů.
|
|
|
Polymorfní samočinně testovatelné obvody
Mazuch, Martin ; Růžička, Richard (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Táto diplomová práca sa zaoberá problematikou návrhu samočinne testovateľných polymorfných obvodov. Pojednáva o konvenčnom návrhu spoľahlivých a samočinne kontrolovaných obvodov, predstavujúc základné techniky a metódy ich návrhu a konštrukcie. Ďalej vysvetľuje metódu kartézskeho genetického programovania pre návrh kombinačných logických obvodov, ktorá je použitá v praktickej časti práce. Takisto uvádza koncepciu polymorfných hradiel a obvodov a ich praktické využitie. Predstavené sú aj existujúce samočinne kontrolovateľné polymorfné obvody a nad konkrétnymi príkladmi je vykonaná analýza ich činnosti. Ďalej je uvedený návrh realizácie návrhového systému pre samočinne kontrolovateľné polymorfné obvody. Podľa uvedeného návrhu bola vytvorená aplikácia pre návrh obvodov a tiež aj aplikácia umožňujúca simulovanie a analýzu navrhnutých obvodov. Nad vytvoreným systémom bola vykonaná rada experimentov a získaných niekoľko zaujímavých riešení. V závere sa nachádza zhrnutie dosiahnutých výsledkov a prínos práce.
|
|
| |
|
|
Křížení v kartézském genetickém programování
Vácha, Petr ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Optimalizace číslicových obvodů se stále těší velké pozornosti nejen u výzkumníků, ale zejména u výrobců čipů. Mezi nové metody umožňující optimalizaci číslicových obvodů patří kartézské genetické programování. Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací nového operátoru křížení pro kartézské genetické programování. Experimentální vyhodnocení byla provedena v úloze hledání obvodů tříbitové násobičky a pětibitové parity.
|
|
|
Nástroj pro analýzu záznamů o průběhu evoluce číslicového obvodu
Kapusta, Vlastimil ; Bidlo, Michal (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce popisuje stochastické optimalizační algoritmy inspirované přírodou, které využívají populaci jedinců - konkrétně evoluční algoritmy. Blíže je popsáno genetické programování a jeho varianta - kartézské genetické programování. Dále se práce zaměřuje na analýzu a vizualizaci záznamů o průběhu evoluce číslicového obvodu. Byly zmapovány existující nástroje pro vizualizaci průběhu evoluce obvodů. Protože nebyl nalezen vyhovující nástroj, který by umožnil komplexní analýzu průběhu evoluce obvodů, byla pro tento účel navržena sada analytických funkcí. Navržené funkce byly implementovány ve formě interaktivního nástroje s grafickým uživatelským rozhraním v jazyce Java. Vytvořená aplikace byla detailně popsána a poté použita k analýze zvolených evolučních záznamů.
|
|
|
Framework pro vývoj aplikací na platformě ARM
Buchta, Petr ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem řešení a realizací frameworku, poskytující základní prostředky pro vývoj aplikací na studijním vývojovém kitu FITkit Minerva. První část této práce je věnována návrhu a implementaci datového kanálu mezi PC a kitem, pro jehož implementaci bylo zvoleno USB rozhraní. Dalším bodem je vytvoření komunikačního rozhraní mezi mikrokontrolérem, postaveným na jádře ARM Cortex M-4, a hradlovým polem FPGA Xilinx Spartan-6. Na straně FPGA byl následně vytvořen systém pro připojení HW komponent, které pomocí implementovaného rozhraní mohou komunikovat s mikrokontrolérem, například pro účely HW akcelerace. V rámci diplomové práce taktéž vznikl systém umožnující programování a ladění FPGA obvodu z vývojového prostředí Xilinx ISE bez nutnosti použití originálního JTAG adaptéru. Toho bylo docíleno využitím protokolu XVC, který umožňuje použití vlastního adaptéru, jež byl v tomto případě implementován jako součást softwaru mikrokontroléru.
|
|
|
Evoluční návrh pro aproximaci obvodů
Dvořáček, Petr ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
V posledních letech klademe stále větší důraz na energetickou úspornost integrovaných obvodů. Můžeme vytvořit aproximační obvody, které nesplňují specifikovanou logickou funkci, a které jsou cíleně navrženy ke snížení velikosti, doby odezvy a příkonu. Tyto nepřesné obvody lze využít v mnoha aplikacích, kde lze tolerovat chyby, obzvláště v aplikacích ve zpracování signálů a obrazu, počítačové grafiky a strojového učení. Tato práce popisuje evoluční přístup k návrhu aproximačních aritmetických obvodů a dalších složitějších obvodů. Díky paralelnímu výpočtu fitness byl evoluční návrh osmibitových násobiček urychlen až 170 krát oproti standardnímu přístupu. Pomocí inkrementální evoluce byly vytvořeny různé aproximační aritmetické obvody. Vyvinuté obvody byly použity v různých typech detektorů hran.
|
|
|
Multikriteriální optimalizace v EMC
Olivová, Jana ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Křesálek,, Vojtěch (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
Cílem práce je navrhnout metodiku pro vytvo°ení homogenních náhrad kompozitn ích materiál· pouoívaných na konstrukci letadel. Tyto náhrady by mYly umoonit vytvo°ení numerických model· letadel pro simulace p°edcerti- kaLních test· jejich elektromagnetické odolnosti proti zásahu blesku. Eliminace situací ohrooujících letadlo i pasaoéry jio v poLáteLních krocích návrhu letadla vede k úspo°e výrobních náklad· a p°ispYje k bezpeLnosti letecké dopravy. Pro nalezení ekvivalentních náhrad kompozitních materiál· p°i inverzn í úloze je v práci vyuoito globálních optimalizaLních metod.
|
|
|
Toolbox pro spolupráci MATLABu s externími simulačními programy
Moravec, Petr ; Sekanina, Lukáš (oponent) ; Oliva, Lukáš (vedoucí práce)
V diplomové práci je popsáno skriptovací rozhraní dvou programů CST a HFSS pro vlnovou analýzu elektromagnetických struktur. Práce je zaměřena především na možnosti ovládání těchto programu přes skriptovací jazyky a systémové rozhraní operačního systému Microsoft Windows. Popisuje postup propojení programů s MATLABem a ukazuje ho na komentovaných skriptech pro úplnou analýzu vybraného problému, import a zpracování výsledku v MATLABu. Dále jsou navrženy a implementovány funkce tvořící propojovací vrstvu mezi MATLABem a simulačními programy. Vrstva umožňuje úplné ovládání simulačních programů publikované v dostupné dokumentaci k programům. Vrstva je podrobně popsána v referenční příručce a je využita k optimalizaci modelu planární antény metodami Particle swarm optimization (PSO). Dále je prezentováno další využití vrstvy pro porovnatelné srovnání implementací globálních optimalizačních metod – SOMA a Diferenciální evoluce včetně návrhu postupu pro porovnání výkonnosti optimalizačních algoritmů na jednoduchých elektromagnetických modelech.
|
host ::
RSS.