POLITECNICO DI MILANOFramework per lo sviluppo di Framework per lo sviluppo di

descrizioni HW basato su descrizioni HW basato su ImpulseCImpulseC

tramite l'uso di algoritmi tramite l'uso di algoritmi evolutivievolutivi

Relatore: prof.ssa Anna Maria AntolaRelatore: prof.ssa Anna Maria Antola

Correlatore: ing. Marco Domenico SantambrogioCorrelatore: ing. Marco Domenico Santambrogio

Tesi di: Marco Castagna matr. 664570Tesi di: Marco Castagna matr. 664570

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SommarioSommario

•Scopo dell’elaboratoScopo dell’elaborato

•Evolvable Hardware: definizione e vantaggiEvolvable Hardware: definizione e vantaggi

•Approcci all’evoluzione HardwareApprocci all’evoluzione Hardware

•Circuiti Virtuali RiconfigurabiliCircuiti Virtuali Riconfigurabili

•Il framework di valutazioneIl framework di valutazione

•Esperimenti effettuatiEsperimenti effettuati

•Conclusioni e sviluppi futuriConclusioni e sviluppi futuri

3

ScopoScopo

Valutazione delle potenzialità di un approccio Valutazione delle potenzialità di un approccio

evolutivoevolutivo alla ricerca delle configurazioni Hardware alla ricerca delle configurazioni Hardware

caso di studio: caso di studio:

evoluzione di un filtro 3x3 per applicazioni evoluzione di un filtro 3x3 per applicazioni

di Image Processingdi Image Processing

4

Evolvable Hardware: definizione Evolvable Hardware: definizione intuitivaintuitiva

Hardware Hardware riconfigurabilericonfigurabile

Algoritmi EvolutiviAlgoritmi Evolutivi

++

5

Evolvable Hardware: vantaggiEvolvable Hardware: vantaggi

•FlessibilitàFlessibilità

•EfficienzaEfficienza

A patto di…A patto di…sapere esattamente sapere esattamente cosacosa si vuolesi vuole

ottenute ottenute autonomamenteautonomamente

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Due approcci all’evoluzione Due approcci all’evoluzione hardwarehardware

Evoluzione Evoluzione Gate Gate LevelLevel

Evoluzione Evoluzione Functional Functional LevelLevel

potente ma…potente ma…

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Circuiti Virtuali RiconfigurabiliCircuiti Virtuali Riconfigurabili

Risolvono problemi legati a:Risolvono problemi legati a:

• Configurazioni illegaliConfigurazioni illegali

• Manipolazione del bitstreamManipolazione del bitstream

• Velocità della Velocità della riconfigurabilità internariconfigurabilità interna

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Il VRC del caso di studioIl VRC del caso di studio

Blocchi Funzionali Configurabili (CFB)Blocchi Funzionali Configurabili (CFB)

Blocchi di Routing (RB)Blocchi di Routing (RB)

realizzati con ImpulseCrealizzati con ImpulseC

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Framework di valutazioneFramework di valutazione

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Esperimento 1: Un semplice Edge DetectorEsperimento 1: Un semplice Edge Detector

250 generazioni250 generazioni

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Esperimento 2: Soppressione del rumoreEsperimento 2: Soppressione del rumore

3100 generazioni3100 generazioni

12

Esperimento 3: Edge Detection con rumoreEsperimento 3: Edge Detection con rumore

27000 generazioni27000 generazioni

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Esperimento 4: Noise ReductionEsperimento 4: Noise Reduction

11000 generazioni11000 generazioni

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Conclusioni e Sviluppi FuturiConclusioni e Sviluppi Futuri

L’approccio evolutivo a livello funzionale sembra L’approccio evolutivo a livello funzionale sembra essere applicabileessere applicabile

E’ E’ fondamentalefondamentale scegliere correttamente : scegliere correttamente :

•Funzione di fitnessFunzione di fitness

•Casi di testCasi di test

Sviluppi futuri…Sviluppi futuri…

Evoluzione SimbioticaEvoluzione Simbiotica

Riduzione dello spazio delle Riduzione dello spazio delle configurazioniconfigurazioni

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FineFine

-Fine Presentazione--Fine Presentazione-