Abstract-The paper presenterar en evolutionär inställning till utformningen av feltoleranta VLSI (mycket storskalig integrerad) kretsar med EHW (evolvable hårdvara). Forskningsområdet EHW omfattar en uppsättning tillämpningar där GA (genetisk algoritm) används för automatisk syntes och anpassning av elektroniska kretsar. EHW är särskilt lämplig för applikationer som kräver förändringar i uppgiftskrav och i miljön eller fel, genom sin förmåga att konfigurera hårdvarustrukturen dynamiskt och autonomt. Denna anpassningsförmåga uppnås genom användning av GA-sökteknik. I våra experiment, en finkornig CMOS (kompletterande metalloxid kisel) FPTA (fält-programmerbar transistor array) arkitektur används för att syntetisera elektroniska kretsar. FPTA är en omkonfigurerbar arkitektur, programmerbar på transistornivå och speciellt utformad för EHW-applikationer. Papperet visar EA:s förmåga att designa analoga och digitala feltoleranta kretsar. Den jämför två metoder för att uppnå feltolerant design, den ena baserad på fitness definition och den andra baserad på befolkning. Fitness tillvägagångssätt definierar uttryckligen de fel som komponenten kan stöta på under sin livstid, och utvärderar den genomsnittliga beteendet hos individerna. Befolkningsstrategin, å andra sidan, använder sig av den implicita informationen i den befolkningsstatistik som samlats in av GA under många generationer. I dokumentet presenteras experimentresultat som erhållits med hjälp av både metoder för syntes av en feltolerant digital krets (XNOR) och en feltolerant analog krets (multiplikator). Experimenten visar att EA (evolutionär algoritm) kan syntetisera feltoleranta konstruktioner för både analoga och digitala funktioner kretsar som kan återhämta sig för funktionalitet när förlorade på grund av a-priori okända fel genom att hitta nya kretskonfigurationer som kringgår felen. Papperet visar att även om den klassiska feltoleranta designen kan skapa en tillförlitlig kretsdesign genom att utvärdera beteendet hos kretsen när välkända fel injiceras under den evolutionära processen, bättre kretsprestanda, på mindre beräkningstid, för en samma feltolerant grad uppnås genom att tillåta den evolutionära designprocessen att vara fri från alla fel begränsningar.
I REF jämförs två metoder för att uppnå feltolerans i en design som tidigare utvecklats med en Genetisk Algoritm (GA), en baserad på att inkludera explicit felinformation om definitionen av lämplighet, och den andra baserad på den utvecklade populationen som använder den implicita information som samlats in under generationer av GA.
Fault-Tolerant Evolvable Hardware Using Field-Programmable Transistor Arrays
{'venue': 'IEEE Transactions on Reliability', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Mathematics', 'Computer Science']}