Particle swarm optimization for electronic circuit design automation
Elektronik devre tasarım otomasyonu için parçacık sürü optimizasyonu
- Tez No: 296947
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜLAY YILDIRIM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Elektronik devre karmaşıklığı arttıkça, tasarım ve optimizasyon süreçlerinin yüksek doğrulukla otomatikleştirilmesi gerekmektedir. Elektronik devre tasarım otomasyonunun merkezindeki konu, tasarım kalitesinin performans, güvenilirlik ve maliyet açısından kestirimi ve iyileştirilmesidir. Genel olarak optimizasyon, çok sayıda birbiriyle çelişen kriter ve çeşitli tasarım parametrelerini içeren zor ve çok zaman alıcı bir süreçtir. Evrimsel algoritmalar, arama uzayını araştırabilecek ve çok amaçlı optimizasyon problemlerinin üstesinden gelebilecek etkili bir yöntem olarak önerilmiştir. Bu sebeple hızlı ve doğru evrimsel metotlar, elektronik devre tasarım otomasyonu alanında gerekli fonksiyonelliği ve performans tanımlamalarını sağlamak üzere kullanılmaktadır.Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO), çok boyutlu arama uzayındaki en iyi konumu araştıran sürülerin sosyal davranış, hareket ve zekasını temel alan evrimsel bir algoritmadır. Bu tezde, küresel bir optimizasyon aracı olan PSO'nun elektronik devre tasarım otomasyonuna uygunluğu kapsamlı olarak incelenmiştir. Bu amaçla PSO, belirli bir üretim teknolojisi için sabit bir topolojiye sahip ayrık ve entegre devrelerin hızlı ve optimum tasarımında kullanılmıştır. Bununla birlikte üretim teknolojilerinde hızlı gelişmeye bağlı olarak, üretim teknolojilerinin gelişeceği beklentisi de tasarım sürecine dahil edilmelidir. Bundan dolayı, teknolojiden bağımsız devre tasarım yöntemleri geliştirilmelidir. Ayrık devreler dikkate alındığında PSO'nun performansı, belirli bir filtre topolojisinin eleman seçiminde farklı üretim serileri kullanıldığı durumda, optimize edilmiş devrenin tasarım hatasının etkilenip etkilenmediğine bağlı olarak incelenmiştir. Ardından daha karmaşık bir analog tasarım problemi ele alınmış ve PSO karma bir düzenleme içerisinde kullanılmıştır. Karma düzenlemenin performansı, sayısal analog çevirici devresinin teknolojiden bağımsız tasarımı için farklı yaklaşımlarla karşılaştırılmıştır.Simülasyon sonuçları, elektronik devre tasarım otomasyonunda optimum eleman seçimi ve boyutlandırma işi için küresel bir optimizasyon aracı olan PSO'nun etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir. Bir kez programlandıktan sonra kullanıcı müdahalesi gerekmediğinden (iyi bir başlangıç noktası bulmak, optimizasyon sürecini yönlendirmek vs...) önerilen yöntem, hem ayrık hem de entegre tasarım açısından devrelerin tamamen otomatik olarak boyutlandırmasını sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Together with the increase in electronic circuit complexity, the design and optimization processes have to be automated with high accuracy. Predicting and improving the design quality in terms of performance, robustness and cost is the central concern of electronic design automation. Generally, optimization is a very difficult and time consuming task including many conflicting criteria and a wide range of design parameters. The evolutionary algorithms were introduced as an efficient method for exploring the search space and handling multi objective optimization problems. Therefore, fast and accurate evolutionary methods are being utilized for accommodating required functionalities and performance specifications in electronic circuit design automation area.Particle swarm optimization (PSO) is an evolutionary algorithm technique based on the social behavior, movement and intelligence of swarms searching for an optimal location in a multidimensional search area. In this dissertation, the applicability of PSO as a global optimization tool has been investigated comprehensively for electronic circuit design automation. For this purpose, PSO was utilized for fast and optimal design of discrete and integrated circuit design having a fixed topology for a particular process technology. However, due to the rapid evolution of process technologies, the expectation for changing process technologies need to be accounted in the design cycle. Therefore, technology independent circuit design methodologies need to be developed. Considering discrete circuits, performance of PSO has been investigated, whether optimized design error will be affected in case different manufactured series are utilized for selection of components of a particular filter topology. Following, a more difficult analog design problem is considered and PSO is used in a hybrid configuration. Performance of the hybrid method is compared with different approaches for technology independent design of a digital to analog converter.Simulation results indicate that as a global optimization tool, PSO is a very efficient method for optimal component selection and sizing task in electronic circuit design automation by means of both high accuracy and short computation time. Since once programmed, no human intervention is required (e.g. to provide an initial ?good design? or to interactively guide the optimization process), the proposed method yields completely automated sizing of optimal circuits by means of both discrete and integrated design concepts.
Benzer Tezler
- Harici fiksatör uygulamalı kırık kemiklerin tedavisinde otomatik redüksiyon yapabilen medikal robotun gerçekleştirilmesi
Implementation of a medical robot to reduce fractured bones automatically for treatment with external fixators
İDRİS SANCAKTAR
Doktora
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKaradeniz Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ULUTAŞ
- Mikrodalga meme kanseri hipertermi düzeneği için antipodal vivaldi anten tasarımı
Antipodal vivaldi antenna design for microwave breast cancer hyperthermia applicator
NUR BANU AKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA YILMAZ ABDOLSAHEB
- Süperiletken şeritçizgi dedektör yapıları için tek akı kuantumu tabanlı ön-okuma devresi tasarımı
Design of a single flux quantum based front-end readout circuit for superconducting stripline detectors
KÜBRA ÜŞENMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BOZBEY
- Taşınabilir elektronik cihazlar için USB güç dağıtımı dönüştürücüsü tasarımı ve meta-sezgisel yöntemlerle optimizasyonu
Design and meta-heuristics based optimisation of USB power delivery converter for portable electronic devices
ÖMER SAİD AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Alçak geçiren filtrelerde parçacık sürü optimizasyonu ile gecikme eşitleme
Delay equalization with particle swarm optimization in low-pass filters
ÇAĞRI ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİLLA UYGUR