Project detail

Evolvable hardware based applications design methods

Duration: 01.01.2003 — 31.12.2005

Funding resources

Czech Science Foundation - Postdoktorandské granty

- whole funder (2003-01-01 - 2005-12-31)

On the project

Projekt spadá do oblasti tzv. vyvíjejících se obvodů, tj. kombinace evolučních algoritmů a rekonfigurovatelných obvodů. Vyvíjející se obvody umožňují navrhnout výkonné a adaptivní řešení pro takové aplikace, ve kterých specifikace problému není známa v době návrhu nebo se mění v čase. V současné době není prakticky možné rutině navrhovat aplikace založené na vyvíjejících se obvodech pracující v proměnném prostředí, které využívají programovatelná hradlová pole (FPGA). Cílem projektu je vypracovat, ověřit a zavést metodologii pro návrh aplikací založených na vyvíjejících se obvodech v běžně dostupných FPGA. Zejména se bude jednat o implementaci návrhového systému (popř. modulů návrhového systému), který bude asistovat návrháři během návrhu aplikace a který umožní automaticky vygenerovat programy a obvody cílové aplikace (např. jako IP makra). Metodologie bude založena na komponentním přístupu k vyvíjejícím se obvodům a virtuálních rekonfigurovatelných obvodech, které zavedl navrhovatel projektu. Aplikační oblastí je návrh adaptivních vestavěných systémů (zejména pro multimédia). Dílčím cílem je vytvořit vzorovou aplikaci s využitím zavedené metodologie.

Description in English
The project deals with evolvable hardware, i.e. it combines evolutionary algorithms with reconfigurable hardware. Evolvable hardware enables to design high-performance and adaptive solutions for such applications in which the problem specification is unknown in the design time or can vary in time. The routine design of such applications is in fact impossible in Field Programmable Gate Arrays (FPGA) nowadays. The goal of the project is to introduce, develop, and test a methodology for evolvable hardware based application(s) design, which utilizes common FPGAs. In particular, a design system that will assist the designer during application design and which will enable to generate the description of application's software as well as hardware parts (e.g. as IP macros) will be developed. The methodology will be based on component approach to evolvable hardware and virtual reconfigurable devices introduced by the proposer. Adaptive embedded (e.g. multimedia) systems represent typical application domain of the project. A typical application will be designed using the proposed methodology.

Keywords
obvody počítačů; výpočetní inteligence; vyvíjejícící se obvody; metodika návrhu

Key words in English
hardware; computational intelligence; evolvable hardware; design methodology

Mark

GP102/03/P004

Default language

Czech

People responsible

Sekanina Lukáš, prof. Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Department of Computer Systems
- beneficiary (2003-01-01 - 2005-12-31)

Results

SEKANINA, L. Towards Evolvable IP Cores for FPGAs. Proc. of The 2003 NASA/DoD Conference on Evolvable Hardware. Los Alamitos: IEEE Computer Society Press, 2003. p. 145-154. ISBN: 0-7695-1977-6.
Detail

FRIEDL, Š.; SEKANINA, L. Evoluční algoritmus ve VHDL - jádro jednoduchého genetického systému (technická zpráva EVA2003). Brno: 2003. s. 0-0.
Detail

FRIEDL, Š.; SEKANINA, L. The First Circuits Evolved in a Physical Virtual Reconfigurable Device. Proc. of the 7th IEEE Workshop on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems. Bratislava: Slovak Academy of Science, 2004. p. 35-42. ISBN: 80-969117-9-1.
Detail

SEKANINA, L.; DRÁBEK, V. Theory and Applications of Evolvable Embedded Systems. Proc. of the 11th IEEE Int. Conference and Workshop on the Engineering of Computer-Based Systems. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press, 2004. p. 186-193. ISBN: 0-7695-2125-8.
Detail

SEKANINA, L.; FRIEDL, Š. On Routine Implementation of Virtual Evolvable Devices Using COMBO6. Proc. of the 2004 NASA/DoD Conference on Evolvable Hardware. Los Alamitos: IEEE Computer Society Press, 2004. p. 63-70. ISBN: 0-7695-2145-2.
Detail

TORRESEN, J.; BAKKE, J.; SEKANINA, L. Efficient Recognition of Speed Limit Signs. Proc. of the 7th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. Los Alamos: IEEE Computer Society Press, 2004. p. 652-656. ISBN: 0-7803-8501-2.
Detail

TORRESEN, J.; BAKKE, J.; SEKANINA, L. Efficient Image Filtering and Information Reduction in Reconfigurable Logic. Proc. of 2004 Norchip conference. Oslo: IEEE Computer Society Press, 2004. p. 63-66. ISBN: 0-7803-8510-1.
Detail

DRÁBEK, V. Binární algebry a kódy aneb ten nádherný binární svět. I & IT'04 Informatika a informačné technológie 2004. Banská Bystrica: Univerzita Mateja Bela v Banskej Bystrici, 2004. s. 111-118. ISBN: 80-8083-017-7.
Detail

BIDLO, M.; SEKANINA, L. Providing Information from the Environment for Growing Electronic Circuits Through Polymorphic Gates. Proc. of Genetic and Evolutionary Computation Conference - Workshops 2005. New York: Association for Computing Machinery, 2005. p. 242-248. ISBN: 1-59593-097-3.
Detail

SEKANINA, L.; ZEBULUM, R. Evolutionary discovering of the concept of the discrete state at the transistor level. Proc. of the 2005 NASA/DoD Conference on Evolvable Hardware. Los Alamitos: IEEE Computer Society Press, 2005. p. 73-78. ISBN: 0-7695-2399-4.
Detail

SEKANINA, L. Evolutionary Design of Gate-Level Polymorphic Digital Circuits. Applications of Evolutionary Computation. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2005. p. 185-194. ISBN: 978-3-540-25396-9.
Detail

MARTÍNEK, T.; SEKANINA, L. An Evolvable Image Filter: Experimental Evaluation of a Complete Hardware Implementation in FPGA. In Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2005. p. 76-85. ISBN: 978-3-540-28736-0.
Detail

KOŘENEK, J.; SEKANINA, L. Intrinsic Evolution of Sorting Networks: A Novel Complete Hardware Implementation for FPGAs. Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2005. p. 46-55. ISBN: 978-3-540-28736-0.
Detail

ZEBULUM, R.; STOICA, A.; KEYMEULEN, D.; SEKANINA, L. Evolvable Hardware System at Extreme Low Temperatures. Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer Verlag, 2005. p. 37-45. ISBN: 978-3-540-28736-0.
Detail

SEKANINA, L. Virtual Reconfigurable Circuits for Real-World Applications of Evolvable Hardware. Lecture Notes in Computer Science, 2003, vol. 2003, no. 2606, p. 186-197. ISSN: 0302-9743.
Detail

SEKANINA, L. From Implementations to a General Concept of Evolvable Machines. Lecture Notes in Computer Science, 2003, vol. 2003, no. 2610, p. 424-433. ISSN: 0302-9743.
Detail

SEKANINA, L. Evolving Constructors for Infinitely Growing Sorting Networks and Medians. Lecture Notes in Computer Science, 2004, vol. 2004, no. 2932, p. 314-323. ISSN: 0302-9743.
Detail

SEKANINA, L. Evolutionary Design Space Exploration for Median Circuits. Lecture Notes in Computer Science, 2004, vol. 2004, no. 3005, p. 240-249. ISSN: 0302-9743.
Detail

VAŠÍČEK, Z.; SEKANINA, L. Evoluční návrh kombinačních obvodů. Elektrorevue - Internetový časopis (http://www.elektrorevue.cz), 2004, roč. 2004, č. 43, s. 1-6. ISSN: 1213-1539.
Detail

TORRESEN, J.; BAKKE, J.; SEKANINA, L. Recognizing Speed Limit Sign Numbers by Evolvable Hardware. Lecture Notes in Computer Science, 2004, vol. 2004, no. 3242, p. 682-691. ISSN: 0302-9743.
Detail

SEKANINA, L. Evolvable computing by means of evolvable components. Natural Computing, 2004, vol. 3, no. 3, p. 323-355. ISSN: 1567-7818.
Detail

SEKANINA, L.; FRIEDL, Š. An Evolvable Combinational Unit for FPGAs. Computing and Informatics, 2004, vol. 23, no. 5, p. 461-486. ISSN: 1335-9150.
Detail

SEKANINA, L. Evoluční design poráží řešení vytvořená kreativním návrhářem. Vesmír, 2005, roč. 84, č. 1, s. 44-46. ISSN: 0042-4544.
Detail

SEKANINA, L.; BIDLO, M. Evolutionary Design of Arbitrarily Large Sorting Networks Using Development. Genetic Programming and Evolvable Machines, 2005, vol. 6, no. 3, p. 319-347. ISSN: 1389-2576.
Detail

ZEBULUM, R.; KEYMEULEN, D.; RAMESHAM, R.; SEKANINA, L.; MAO, J.; KUMAR, N.; STOICA, A. Characterization and Synthesis of Circuits at Extreme Low Temperatures. In Evolvable Hardware. Genetic and Evolutionary Computation. Berlin: Springer Verlag, 2006. p. 161-172. ISBN: 0-387-24386-0.
Detail

SEKANINA, L. Evolvable Components - From Theory to Hardware Implementations. Natural Computing Series. Natural Computing Series. Berlin: Springer Verlag, 2003. 194 p. ISBN: 3-540-40377-9.
Detail

SEKANINA, L.; RŮŽIČKA, R. Easily Testable Image Operators: The Class of Circuits Where Evolution Beats Engineers. The 2003 NASA/DoD Conference on Evolvable Hardware. Los Alamitos: IEEE Computer Society Press, 2003. p. 135-144. ISBN: 0-7695-1977-6.
Detail

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