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En Desarrollo
- Seminario "Hardware evolutivo"
Responsables: Dr. Reynaldo Félix Acuña,Dr. Andrés García García
Participantes: Dr. Marcos Rubén de Alba Rosano, Dr. Luis Fernando González Pérez, M.C. Luis Díaz.
En la última década el diseño y desarrollo
de sistemas electrónicos digitales a cambiado drásticamente,
de ser un área casi exclusiva de la ingeniería electrónica
a pasado a ser un área que involucra diversas metodologías
de diseño como sucede con la ingeniería de software.
Este cambio ha hecho posible que el diseño de hardware
sea casi tan flexible y conveniente como lo es el diseño
de software y ha sido posible gracias a los dispositivos programables,
de los cuales los mas recientes y avanzados son los FPGA (Field
Programmable Gate Array). Los FPGA son un arreglo de bloques lógicos
programables colocados en un arreglo programable de interconexiones,
así es posible programar la función de los bloques
lógicos, las interconexiones entre éstos y las conexiones
de entradas y salidas. Estas características hacen que
los costos de diseño y desarrollo de sistemas digitales
se reduzca considerablemente, a la vez que el tiempo requerido
para diseñar circuitos es mucho menor que con los métodos
tradicionales.
Estos dispositivos tienen una característica llamada ?reconfiguración
dinámica? la cual básicamente permite cambiar las
conexiones del circuito sin necesidad de desconectar el circuito
o detener el proceso. Esta característica hace que estos
dispositivos puedan adaptarse a cambios del sistema físico,
reducir el consumo de potencia desconectando circuitos que no
se estén utilizando en un momento dado, realizar diversas
funciones lógicas con el mismo circuito o bien contar con
un mecanismo de detección y corrección de fallas.
Para programar los FPGA se utilizan lenguajes descriptivos del
tipo HDL (VHDL, Verilog, Handel-C), lo cual hace posible aplicar
metodologías descendentes (top-down), es decir realizar
primero el diseño y preocuparse al final por las características
del circuito electrónico. También es posible realizar
co-diseño hardware-software, sistemas de cómputo
que no utilicen microprocesadores o hasta el diseñar sistemas
hardware con la flexibilidad y potencial del los sistemas software.
El uso de metodologías bio-inspiradas, tales como redes
neuronales artificiales, algoritmos genéticos, vida artificial,
algoritmos evolutivos y sistemas inmunes artificiales, ha tenido
un gran éxito en el diseño de sistemas software.
Con base en lo expuesto anteriormente, el uso de dichas metodologías
en el diseño e implementación de hardware utilizando
dispositivos programables tales como los FPGA abre múltiples
áreas de investigación y desarrollo tecnológico
que, actualmente son aprovechadas solo en algunos países.
Actualmente existen algunos trabajos a nivel internacional relacionados
con esta propuesta tales como, utilización de algoritmos
genéticos y algoritmos de vida artificial para el diseño
óptimo de circuitos lógicos y sistemas hardware
adaptables utilizando métodos de evolución.
Sin embargo a nivel nacional, y se podría decir latinoamericano,
es necesario utilizar esta tecnología por todas las ventajas
que presenta, así mismo es necesario formar recursos humanos
especializados en esta área.
De esta forma el seminario de investigación "Hardware
evolutivo" a sido formado para propiciar el fortalecimiento
de un grupo de investigación en estos temas de vanguardia
relacionados con los sistemas digitales:
- Diseño de circuitos tolerantes a fallas y defectos
- Optimización en el diseño de sistemas digitales
por métodos bio-inspirados
- Sistemas parcialmente reconfigurables
- Sistemas digitales de bajo consumo de potencia
Es importante mencionar que el seminario se relaciona estrechamente
con dos áreas de la Maestría
en Ciencias de la Ingeniería: sistemas digitales
y electrónica industrial.
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