"Diseño de Circuitos Lógicos Combinatorios usando Programación Genética"

Eduardo Serna Pérez

Maestría en Inteligencia Artificial, LANIA - Universidad Veracruzana.

Defendida  el: 16  de febrero  a  las 16:00hrs,  Xalapa Veracruz,  Decisión
unánime

Asesora: Dra.  Katya Rodríguez Vázquez 
	 IIMAS-UNAM, Departamento de Ingeniería de Sistemas Computacionales
	 y Automatización 
	 Sección de Ingeniería de Sistemas Computacionales 
	 México, D.F. 

Co-asesor:
	Dr.  Carlos A.  Coello Coello 
	CINVESTAV-IPN, Departamento de Ingeniería Eléctrica 
	Sección de Computación 
	México D.F. 


RESUMEN

El  diseño de  circuitos lógicos  combinatorios ha  sido una  de  las áreas
abiertas a la  investigación en los últimos años. Este  interés es debido a
lo complejo  que resulta su  diseño y especialmente su  simplificación. Por
años se  ha utilizado el  álgebra booleana como  la manera más  sencilla de
elaborar e  implementar el diseño  de circuitos lógicos.  Posteriormente se
desarrollaron diversos  métodos de  inspección visual que  fueron dirigidos
principalmente a facilitar  su simplificación como los mapas  de Karnaugh y
el método de Quine-McCluskey.

En  años   recientes  distintas   técnicas  de  búsqueda,   optimización  y
aprendizaje, cuya  inspiración radica en las  teorías de la  evolución y la
selección  natural,   han  sido  aplicadas  para  resolver   este  tipo  de
problemas. A estas técnicas se les conoce como Computación Evolutiva.

Las  técnicas  evolutivas han  comenzado  a  incursionar  en el  diseño  de
circuitos debido  principalmente a su  poder exploratorio, ya  que permiten
evaluar  diversas regiones  de  un  espacio de  diseño  y encontrar  varias
soluciones  a problemas  complejos con  relativa eficiencia.  Actualmente a
esta área se le conoce como Hardware Evolutivo.

Diversas técnicas  evolutivas han sido empleadas en  hardware evolutivo. La
implementación  presentada  en  este  trabajo  esta situada  dentro  de  la
Programación Genética,  la cual propone la utilización  de cadenas prefijas
como  individuos para  el  diseño de  circuitos  lógicos combinatorios.  La
programación  genética es  un paradigma  interesante y  adecuado  para este
problema debido principalmente a su alto poder exploratorio.

En la  implementación propuesta  se realiza una  serie de  experimentos con
distintos tipos de  circuitos, los cuales varían en  grado de complejidad y
dimensionalidad.   Dichos experimentos  tienen como  objetivo  verificar la
capacidad de elaboración de diseños lógicos factibles, que finalmente serán
comparados  con  otras técnicas  tradicionales  y  evolutivas.  Además,  el
algoritmo  propuesto muestra  una gran  capacidad para  simplificar diseños
lógicos   en  un   tiempo  bastante   razonable  y   un  uso   de  recursos
computacionales bajo.