진화전략을 이용한 실용적인 아날로그 회로 자동설계 :Automated synthesis of practical analog circuits using evolutinary strategy

박현수

자료유형: 학위논문

저자정보: 박현수 (세종대학교, 세종대학교 대학원)

지도교수: 김경중

발행연도: 2013

저작권: 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수10

초록· 키워드

아날로그 회로는 전통적으로 모든 전기/전자 시스템의 기본 구성요소로서 필수 불가결 하다. 비록 최근에는 디지털 회로의 급속한 발전으로 인하여 많은 분야에서 디지털 회로로 대체되었지만, 디지털 회로가 대체할 수 없는 아날로그 회로만의 고유한 영역이 있으며, 디지털 회로로 대체 가능하지만 아날로그 회로를 사용하는 것이 적합한 분야도 있다. 이러한 아날로그 회로를 설계하기 위해서는 숙련된 전문가가 필요하지만, 최근 들어 제한된 수요와 설계의 어려움 때문에 최근에는 아날로그 회로 설계 전문가만의 숫자가 크게 줄어 들었다. 하지만, 아날로그 회로의 중요성은 줄어들지 않았기 때문에 아날로그 회로를 쉽게 설계할 수 있는 방법의 필요성이 있다. 이러한 방법 중에 하나로 최근에는 진화 알고리즘 기법을 이용하여 아날로그 회로를 자동으로 설계하려는 연구가 진행되고 있다. 아직은 전문가가 직접 설계하는 것에 비해서 많은 제약이 따르지만, 이런 기법을 이용하여 회로를 설계하면, 전문적인 지식이 전혀 없이도 회로를 설계할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 그 중에서 진화 전략에 기반하여 아날로그 회로를 자동으로 설계하는 알고리즘을 다양한 조건에서 실험을 해봄으로써, 해당 알고리즘을 좀 더 실용적인 알고리즘으로 개선하는 방법에 대해서 연구하였다. 이 논문에서는 세 가지 실험을 진행하였는데, 첫 번째 실험에서는 진화 전략을 이용하여 설계한 회로를 실제 회로로 구현하는데 적합한 방법이 무엇인지에 대해서 알아보았다. 두 번째 실험에서는 회로의 제조 편차에 둔감한 회로를 설계하는데 적합한 평가 함수의 설계 방법에 대해서 알아보았다. 세 번째 실험에서는 더 큰 규모의 회로를 설계하기 위해 알고리즘의 어떻게 개선해야 하는지 알아보았다. 이 실험 결과들을 분석한 결과 아직은 전문가들이 설계하는 수준의 회로는 불가능하지만, 기존 알고리즘을 좀 더 실용적으로 개선할 방법을 알 수 있었다.

#진화전략 #진화 알고리즘 #아날로그 회로 #자동설계 #내고장성

제1장 서론 1
제2장 관련연구 4
1. 진화 기법을 사용한 아날로그 회로 자동 설계 4
2. 물리적 구현을 고려한 자동설계 9
3. 내고장성을 가진 회로를 위한 자동 설계 11
4. 진화 아날로그 회로의 확장성 13
제3장 진화전략을 이용한 아날로그 회로 자동설계 14
1. 초기화 15
2. 돌연변이 18
3. 회로의 단순화 19
4. 회로의 평가 20
5. 다음 세대의 선택 24
6. 종료 조건 24
제4장 물리적 구현을 고려한 자동 설계 26
1. 실험 방법 28
1.1 Method 0 28
1.2 Method 1 (진화 종료 후에 근사값으로 치환) 29
1.3 Method 2 (진화 과정 중에 근사 치환) 30
1.4 Method 3 (평가 직전에 근사값으로 치환) 31
2. 실험 결과 31
2.1 설계한 필터의 오차 32
2.2 진화 속도 33
2.3 설계된 구현 가능한 회로 34
2.4 결과 분석 36
3. 결론 38
제5장 진화전략을 이용한 내고장성을 지닌 아날로그 회로 설계 39
1. 회로의 고장 40
2. 내고장성을 가지는 회로 설계를 위한 진화전략 40
3. 실험 조건 42
4. 실험 결과 43
4.1 적합도 변화 43
4.2 회로의 내고장성 45
4.3 시뮬레이션 횟수 47
5. 결론 49
제6장 진화 아날로그 회로의 확장성 50
1. 대역 통과 필터(Band Pass Filter) 51
2. 실험 조건 52
3. 실험 결과 54
4. 결과 분석 55
5. 결론 57
제7장 결론 및 향후 연구 58
1. 실험 결과 요약 58
2. 실험을 통해 본 알고리즘의 개선방향 59
3. 향후 연구 63
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