Разработка бионических методов синтеза радиоэлектронных устройств

• Автор: Шкамардин, Иван Александрович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ СИНТЕЗА РЭУ.

1.1. Постановка задачи синтеза РЭУ

1.2. Анализ существующих подходов синтеза РЭУ.

1.3. Применение эволюционных методов при решении задачи

синтеза РЭУ.

1.4. Выбор метода синтеза РЭУ

1.5. Выводы.

2. РАЗРАБОТКА ЭВОЛЮЦИОННЫХ АЛГОРИТМОВ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА РЭУ.

2.1. Представление модели РЭУ в виде хромосомы для структурного синтеза.

2.2. Определение целевой функции
2.3. Генетические операторы и структура генетических алгоритмов структурного синтеза РЭУ
2.4. Теоретическая оценка алгоритмов синтеза
2.5. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА ЭВОЛЮЦИОННЫХ АЛГОРИТМОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА РЭУ
3.1. Представление модели РЭУ в виде хромосомы для параметрического синтеза.
3.2. Определение целевой функции
3.3. Структура генетических алгоритмов параметрического
синтеза РЭУ.
3.4. Теоретическая оценка алгоритмов синтеза
3.5. Выводы.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ.
4.1. Цель экспериментальных исследований
4.2. Определение основных параметров генетических алгоритмов для структурного и параметрического синтеза РЭУ
4.3. Результаты экспериментальных исследований, сравнение с существующими алгоритмами
4.4. Выводы..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Предложена структура нового (модифицированного) генетического алгоритма параметрического синтеза РЭУ. Приведены традиционные и разработаны модифицированные генетические операторы, адаптированные к решаемой задаче. На примере схемы усилителя показан принцип действия модифицированных операторов. Построена целевая функция, оценивающая синтезируемые схемотехнические решения. Определена теоретическая оценка временной сложности алгоритма параметрического синтеза. Сделаны выводы о прльзе предложенного алгоритма и модифицированных генетических операторов. В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ приведены результаты экспериментальных исследований, предложенных автором генетических алгоритмов. Проведены серии экспериментов для определения оптимальных параметров алгоритма. По результатам исследований определены оптимальные управляющие параметры для алгоритмов. Выполнено сравнение исследуемых алгоритмов с уже существующими. Экспериментально подтверждена временная сложность представленных алгоритмов. В ЗАКЛЮЧЕНИИ приведены основные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе. В ПРИЛОЖЕНИЯХ приведены копии актов о внедрении, примеры синтезированных схем, исходные тексты основных процедур программы структурного и параметрического синтеза РЭУ на языке С++. В данной главе приводится постановка задачи синтеза радиоэлектронных устройств. Проводится аналитический обзор подходов и методов решения задачи синтеза радиоэлектронных устройств, выявляются их достоинства и недостатки. Производится краткий анализ основных положений теории генетического поиска. Дается обоснование выбора метода синтеза радиоэлектронных устройств. В качестве перспективного метода синтеза радиоэлектронных устройств определяется эволюционный подход. В конце главы приведены выводы и даны рекомендации о целесообразности применения схемотехнического синтеза на основе эволюционного подхода. Основные положения данного раздела опубликованы в [6, 8,9]. Проектирование есть вид творческой деятельности человека. В процессе проектирования необходимо в форме различных конструкторских (технических) документов, графических и текстовых, представить нечто, что предметно еще не существует, а является продуктом умственной деятельности. Это и составляет содержание творческой задачи в области проектирования [1]. Большое значение имеет то, как организовано проектирование. В какой последовательности решаются проектные задачи [1]? Существует целый ряд стадий проектирования, определенных нормативными документами. На каждой стадии решается определенный круг задач, обусловленный состоянием и сложностью разработки. Любая работа на любом этапе начинается с технического задания (ТЗ). В ТЗ указывается назначение изделия, исходные данные для проектирования, технические требования к устройству, условия эксплуатации, специальные требования, прочие требования, условия производства, сроки выполнения работ [1]. В последнее время резкое увеличение количества разрабатываемых в мире радиоэлектронных изделий связано с широким развитием таких сфер применения радиоэлектроники, как космическая, спутниковая, персональная и сотовая связь, телекоммуникации, гигабитовые системы передачи данных и т. С другой стороны, необходимость создания новых радиоэлектронных средств стимулируется непрерывно повышающимися требованиями к радиоэлектронным системам, а также появлением новых поколений полупроводниковых приборов []. Таким образом, сейчас наблюдается большой рост потребности в проектировании и разработке радиоэлектронных устройств с разнообразными характеристиками. На важность этой задачи указывает большое количество публикаций в отечественной и зарубежной периодической литературе []. В связи со сложностью разработки радиоэлектронных устройств и систем, ее осуществление не представляется возможным без использования средств автоматизированного проектирования. Существует большое количество программных комплексов для проектирования радиоэлектронных устройств, таких как Advanced Design System фирмы Hewlett-Packard, Serenade фирмы Ansoft Corp. Genesys фирмы Eagleware Corp.