Główną ideą stosowania algorytmów genetycznych w elektronice jest możliwość reprezentacji dowolnego obwodu elektrycznego w postaci indywidualnego osobnika, na którym wykonywane są standardowe operacje genetyczne. Ze względu na szeroki zakres zastosowań badacze skupiali się na różnych rodzajach problemów, takich jak:

• konfiguracja układów FPGAukład FPGAukładów FPGA,

• optymalizacja sekwencyjnych i kombinacyjnych układów,

• synteza układów cyfrowych,

• optymalizacja rozmiaru tranzystorów.

Przykład reprezentacji obwodu elektrycznego

Przedstawmy przykładową reprezentację obwodu elektrycznego. Można ją zmieniać i rozbudowywać, dostosowując do konkretnych problemów. Należy jednak pamiętać, że odpowiednia reprezentacja pozwala na prawidłowe przeszukiwanie danej przestrzeni rozwiązań. A zatem należy dokładnie przemyśleć, czego tak naprawdę potrzebujemy.

Każdy obwód elektryczny może być przedstawiony w postaci drzewa na podstawie jego struktury elementów i połączeń. Każdy węzeł drzewa będzie zawierał symbol reprezentujący dany element w układzie według następujących zasad:

• symbol z przedrostkiem B - węzeł reprezentuje bramkę logiczną,

• symbol z przedrostkiem W - węzeł reprezentuje wejście układu,

• symbol WY - węzeł reprezentuje wyjście układu.

Zasada budowy drzewa jest prosta. Liście reprezentują wejścia układu, więc zawierają symbole z odpowiednim numerem. Wyjściem układu jest korzeń drzewa, natomiast wszystkie węzły pomiędzy – to bramki logiczne układu. Tabela przedstawia symbole bramek i odpowiadające im bramki logiczne.

Wykorzystując tabelę, możemy przekształcić układ elektryczny na graf.

Przykład:

R1eAT9ylW4U4H

Ilustracja przedstawia połączenia bramek logicznych.
Wejścia 1 i 2 do bramki AND.
Wejścia 2 i 3 do bramki OR.
Wejście 4 do bramki NOT.
Bramka AND i OR łączą się z bramką XOR.
Bramka NOT i XOR łączą się z bramką AND.
Z bramki AND wychodzi prosta z podpisem W.
Od schematu bramek logicznych wychodzi strzałka wskazująca na graf.
Graf o połączeniach: Wy z B2, B2 z B1 oraz B6, B1 z W4, B6 z B2 oraz B4, B2 z W1 oraz W2, B4 z W2 oraz W3.

Słownik