Jedná se o multidisciplinární projekt umělé inteligence a mikroelektroniky v nové oblasti výzkumu, která se nazývá polymorfní elektronika. Polymorfní obvody jsou takové obvody, které realizují různé užitečné funkce v různých prostředích (např. realizují sčítání při určité teplotě a násobení při jiné teplotě). Nedochází však u nich k přepínání těchto funkcí - jsou multifunkční v principu. Cílem projektu je navrhnout metody pro rutinní vytváření netriviálních polymorfních číslicových obvodů a demonstrovat možnosti polymorfních obvodů v reálných  aplikacích, které nelze známými technikami realizovat efektivně nebo vůbec. Pro realizaci netriviálních polymorfních obvodů budeme uvažovat polymorfní hradlo jako základní stavební blok. Na úrovni hradel také budou navrženy a implementovány návrhové metody, které budou využívat principy evolučního návrhu. V rámci projektu bude realizován integrovaný obvod, který bude obsahovat polymorfní hradla. Tento projekt vychází z naší dlouholeté zkušenosti v oblastech evoluční elektroniky a návrhu číslicových obvodů.

Description in English
This is a multidisciplinary project of artificial intelligence and microelectronics in a new area of research called polymorphic electronics. Polymorphic circuits are circuits that are able to implement various useful functions in various environments (e.g. to implement addition at a given temperature and multiplication at another temperature). However, no functional switch is used; they are multifunctional in principle. The objective of this project is to propose methods for routine designing of nontrivial polymorphic digital circuits and to utilize polymorphic circuits in real-world applications whose implementation is impossible or difficult by means of conventional methods. Polymorphic gates will be considered as basic building blocks for implementation of polymorphic circuits. New evolutionary-based design methods will be developed operating at the polymorphic gate level. We will design and implement an integrated circuit consisting of polymorphic gates. This project was formulated on the basis of our long-term experience in evolutionary electronics and digital circuit design.

Keywords

informatika; návrh číslicových obvodů; evoluční algoritmus

Key words in English

computer science; digital circuit design; evolutionary algorithm

GA102/06/0599

Czech

Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D. - principal person responsible
Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. - fellow researcher
Gajda Zbyšek, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Kotásek Zdeněk, doc. Ing., CSc. - fellow researcher
Musil Vladislav, prof. Ing., CSc. - fellow researcher
Prokop Roman, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA - fellow researcher
Stareček Lukáš, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Vašíček Zdeněk, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher

Department of Computer Systems
- responsible department (1.1.2006 - not assigned)
Faculty of Electrical Engineering and Communication
- co-beneficiary (1.1.2006 - 31.12.2008)
Faculty of Information Technology
- co-beneficiary (1.1.2006 - 31.12.2008)
Department of Computer Systems
- beneficiary (1.1.2006 - not assigned)

SCHWARZ, J.; HLAVINKA, M.; ZELINKA, I.; KOBLIHA, M. SODOMA:Self-Organizing Migrating Algorithm in Dynamic Environment. 12th International Conference on Soft Computing. Brno: Faculty of Mechanical Engineering BUT, 2006. p. 163-169. ISBN: 80-214-3195-4.
Detail

SEKANINA, L. Evolutionary Approach to the Implementation Problem. Brno: Faculty of Information Technology BUT, 2006. p. 0-0.
Detail

SEKANINA, L.; RŮŽIČKA, R.; VAŠÍČEK, Z.; PROKOP, R.; FUJCIK, L.: REPOMO32; REPOMO32 - Rekonfigurovatelný polymorfní integrovaný obvod. Ústav počítačových systémů, Fakulta informačních technologií VUT v Brně, Božetěchova 2, 612 66 Brno, http://www.fit.vutbr.cz/units/UPSY/. URL: https://www.fit.vut.cz/research/product/60/. (funkční vzorek)
Detail

SEKANINA, L.; VAŠÍČEK, Z.; RŮŽIČKA, R.; BIDLO, M.; JAROŠ, J.; ŠVENDA, P. Evoluční hardware: Od automatického generování patentovatelných invencí k sebemodifikujícím se strojům. Edice Gerstner. Edice Gerstner. Praha: Nakladatelství Academia, 2009. 328 s. ISBN: 978-80-200-1729-1.
Detail

OČENÁŠEK, J.; CANTÚ-PAZ, E.; PELIKÁN, M.; SCHWARZ, J. Design of Parallel Estimation of Distribution Algorithms. In Scalable Optimization via Probabilistic Modeling. Studies in Computational Intelligence. Berlin: Springer Verlag, 2006. p. 187-201. ISBN: 978-3-540-34953-2.
Detail

SEKANINA, L.; STAREČEK, L.; KOTÁSEK, Z.; GAJDA, Z. Polymorphic Gates in Design and Test of Digital Circuits. International Journal of Unconventional Computing, 2008, vol. 4, no. 2, p. 125-142. ISSN: 1548-7199.
Detail

RŮŽIČKA, R. On Bifunctional Polymorphic Gates Controlled by a Special Signal. WSEAS Transactions on Circuits, 2008, vol. 7, no. 3, p. 96-101. ISSN: 1109-2734.
Detail

SEKANINA, L. Evolutionary Functional Recovery in Virtual Reconfigurable Circuits. ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems, 2007, vol. 3, no. 2, p. 1-22. ISSN: 1550-4832.
Detail

BIDLO, M.; BIDLO, R.; SEKANINA, L. Designing a Novel General Sorting Network Constructor Using Artificial Evolution. Transactions on Engineering, Computing and Technology, 2006, vol. 15, no. 10, p. 85-90. ISSN: 1305-5313.
Detail

ŠIMEK, V.; POKORNÝ, P. Communication of sensor modules. Proceedings of the 12th konference Student EEICT 2006. Volume II. Brno: Faculty of Electrical Engineering and Communication BUT, 2006. p. 56-58. ISBN: 80-214-3161-X.
Detail

SEKANINA, L.; MIKUŠEK, P. Analysis of Reconfigurable Logic Blocks for Evolvable Digital Architectures. Applications of Evolutionary Computing. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2008. p. 144-153. ISBN: 978-3-540-78760-0.
Detail

GAJDA, Z.; SEKANINA, L. Gate-Level Optimization of Polymorphic Circuits Using Cartesian Genetic Programming. Proc. of 2009 IEEE Congress on Evolutionary Computation. NA: IEEE Computational Intelligence Society, 2009. p. 1599-1604. ISBN: 978-1-4244-2958-5.
Detail

BIDLO, M.; VAŠÍČEK, Z. Cellular Automata-Based Development of Combinational and Polymorphic Circuits: A Comparative Study. Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2008. p. 106-117. ISBN: 978-3-540-85856-0.
Detail

SEKANINA, L. Evolution of Polymorphic Self-Checking Circuits. Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2007. p. 186-197. ISBN: 978-3-540-74625-6.
Detail

ŽALOUDEK, L.; SEKANINA, L. Transistor-level Evolution of Digital Circuits Using a Special Circuit Simulator. Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2008. p. 320-331. ISBN: 978-3-540-85856-0.
Detail

GAJDA, Z. Polymorphic Circuit Design. MEMICS 2008 - Fourth Doctoral Workshop on Mathematical and Engineering Methods in Computer Science. Brno: Masaryk University, 2008. p. 256-256. ISBN: 978-80-7355-082-0.
Detail

GAJDA, Z. Návrh polymorfních obvodů. Počítačové architektury a diagnostika 2008. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2008. s. 17-23. ISBN: 978-80-7372-378-1.
Detail

RŮŽIČKA, R.; PROKOP, R. Bifunctional NAND/NOR Gates as Building Blocks for Polytronics. Proceedings of CSE 2008. Stará Lesná: The University of Technology Košice, 2008. p. 200-207. ISBN: 978-80-8086-092-9.
Detail

RŮŽIČKA, R.; SEKANINA, L.; PROKOP, R. Physical Demonstration of Polymorphic Self-checking Circuits. Proc. of the 14th IEEE Int. On-Line Testing Symposium. Los Alamitos: IEEE Computer Society, 2008. p. 31-36. ISBN: 978-0-7695-3264-6.
Detail

VAŠÍČEK, Z.; ČAPKA, L.; SEKANINA, L. Analysis of Reconfiguration Options for a Reconfigurable Polymorphic Circuit. Proc. of the 2008 NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems. Los Alamitos: IEEE Computer Society, 2008. p. 3-10. ISBN: 978-0-7695-3166-3.
Detail

Responsibility: Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D.