DEFINIÇÃO DE VALORES INICIAIS PARA OTIMIZAÇÃO DE CIRCUITOS ANALÓGICOS ATRAVÉS DE HEURÍSTICA: UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Anderson de Paula Fortes, Alessandro Goncalves Girardi, Anderson Fortes, Robson Domanski

Resumo


O grande desenvolvimento da microeletrônica possibilitou que circuitos eletrônicos sejam cada vez mais integrados. Assim, o projeto de circuitos analógicos tornou-se uma parte bastante desafiadora, uma vez que é necessário determinar os valores de parâmetros do circuito e o espaço de projeto é altamente não-linear. O dimensionamento normalmente precisa de várias iterações, tentativas e erros com simulações de computador e métodos computacionais de otimização. Para essa etapa, utilizamos a ferramenta UCAF. Nesta ferramenta define-se os requisitos de projeto e a tecnologia utilizada e então utiliza-se de uma heurística para o dimensionamento do circuito utilizando simulação elétrica SPICE. A obtenção de uma boa solução em um tempo viável na maioria das vezes está ligada à solução inicial. O objetivo do nosso trabalho é definir um método de obtenção de uma solução inicial baseada nos conceitos e métodos descritos na literatura. Essa solução inicial será o ponto de partida para a utilização da heurística Tabu Search. Como o espaço de soluções pode ser bastante grande, os valores iniciais escolhidos influenciam no tempo de execução do método de otimização. Por exemplo, em um espaço de soluções em que a largura (w) e a altura (l) do gate variam de 0,22 a 10 e 0,18 a 1,0, respectivamente, com passos de 0,01, a definição de valores iniciais que estão distantes da solução ótima pode acarretar em um tempo muito grande para que a heurística atinja valores que apresentem uma solução aceitável. Com base nisso, foi realizada uma revisão bibliográfica através de uma pesquisa sistemática nas principais bases científicas da área a fim de observar as técnicas de definição de uma solução inicial utilizadas e descritas no estado da arte. A partir da pesquisa, pode ser observado que a grande maioria dos autores descreve que a solução inicial é um fator importantíssimo para o êxito na busca por uma boa solução em tempo aceitável. Em boa parte dos trabalhos é descrito que os valores iniciais são definidos manualmente com base no conhecimento do projetista ou então através de métodos analíticos geralmente utilizando-se de gráficos. Outros autores apresentam uma solução inicial aleatória, pois, segundo os mesmos, o algoritmo deve ser capaz de convergir rapidamente para uma área de busca promissora, isto é, área em que possam ser encontrados valores ótimos, tanto locais quanto globais. Apenas uma pequena parcela dos trabalhos dá ênfase para a utilização de técnicas automáticas para a definição dos valores iniciais, como aprendizado de máquinas a partir de execuções anteriores.
A partir disso é possível constatar que como não se conhece uma função objetivo e o espaço de busca é altamente não linear, é difícil definir valores iniciais de solução de forma automatizada. Como existem diferentes tipos de heurísticas descritas na literatura, algumas podem convergir mais rapidamente para soluções adequadas do que outras, dependendo da implementação. É necessário que para cada heurística e topologia a ser otimizada seja analisado o impacto da escolha de uma solução inicial na obtenção de resultados satisfatórios.

Apontamentos

  • Não há apontamentos.