شماره ركورد
11672
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
11672
پديد آورنده
هادي جهاني راد
عنوان
بهبود قابليت اطمينان در مدارات پياده سازي شده برروي FPGA با استفاده از تكامل تركيبي و بهينه سازي چندهدفه
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
برق - الكترونيك
سال تحصيل
ارديبهشت 1392
تاريخ دفاع
ارديبهشت 1392
استاد راهنما
دكتر كريم محمدي
چكيده
چكيده
قابليت اطمينان در مدارهاي پياده¬سازي شده برروي FPGA معيار جديدي است كه در كاربردهاي فضائي جزء گلوگاه¬هاي طراحي محسوب مي¬شود. پياده¬سازي مدارهاي مطمئن نيازمند روشهايي موثر براي ارزيابي قابليت اطمينان مدار برروي تراشه FPGA ميباشد.
در اين رساله ابتدا مدل نقص در تراشه FPGA ارائه مي¬گردد و نحوه ارزيابي نرخ خطاي نرم كه معياري از عدم قابليت اطمينان مدار است، با پيشنهاد يك روش تحليلي برمبناي انتشار احتمال سيگنال، بيان مي¬گردد. افزايش قابليت اطمينان با استفاده از الگوريتم¬هاي تكاملي مستلزم تعريف تابع برازندگي مناسب است . در سه مرحله اصلي پياده¬سازي مدار (جانشاني، مسيردهي عمومي و مسيردهي جزئي) نرخ خطاي نرم به صورت موثري در توابع برازندگي دخالت داده شده است. با استفاده از الگوريتم¬هاي تكاملي ژنتيك، اجتماع مورچگان و بهينه¬سازي جمعي در مرحله جانشاني و انجام مسيردهي مطمئن، مدارهاي با قابليت اطمينان بالا پياده¬سازي شده¬اند. در ادامه با استفاده از بهينه¬سازي چندهدفه مبتني بر تئوري بازي¬ها، سعي شده است علاوه بر قابليت اطمينان معيارهاي ديگر از جمله تاخير، توان مصرفي و ميزان به كارگيري منابع نيز در پياده-سازي مورد توجه قرارگيرند.
نتايج بدست آمده حاكي از دقت بسيار بالاي روش تخمين نرخ خطاي نرم پيشنهاد شده در مقايسه با روش مونت¬كارلو است (خطا درحدود %3 براي مدارهاي معيار). روش¬هاي تكاملي ميزان بيش از %36 كاهش نرخ خطا را در مقايسه با روش¬¬ پياده¬سازي معيار VPR نشان مي¬دهند. اين نتيجه با تحميل سربار متوسط %14 برروي تاخير و طول سيم¬هاي مصرفي همراه است. روش-هاي تكامل تركيبي GA-PSO و GA-ACO¬ ميزان تابع هزينه نهائي را تا %10 نسبت به روش GA كاهش داده¬اند. استفاده از روش¬هاي بهينه¬سازي چندهدفه مبتني بر تئوري بازي¬ها، هرچند كه باعث دورشدن نرخ خطاي نرم از مقدار بهينه شده است، ليكن مقادير مشخصه¬هاي ديگر را در حد مطلوبي نزديك به نقطه بهينه آن¬ها نگه مي¬دارد و منجر به توليد پياده¬سازي¬هائي با ميزان شايستگي بيشتر شده است.
واژههاي كليدي: تحليل قابليت اطمينان، تراشه FPGA، بهينه¬سازي تكاملي، بهينه¬سازي چندهدفه، تئوري بازي¬ها، انتشار احتمال سيگنال، ضرايب همبستگي