Evolutionary synthesis of failure-resilient analog circuits

Rojec, Žiga (avtor), Fajfar, Iztok (avtor), Bűrmen, Árpád (avtor)

Analog circuit design requires large amounts of human knowledge. A special case of circuit design is the synthesis of robust and failure-resilient electronics. Evolutionary algorithms can aid designers in exploring topologies with new properties. Here, we show how to encode a circuit topology with an upper-triangular incident matrix and use the NSGA-II algorithm to find computational circuits that are robust to component failure. Techniques for robustness evaluation and evolutionary algorithm guidances are described. As a result, we evolve square root and natural logarithm computational circuits that are robust to high-impedance or short-circuit malfunction of an arbitrary rectifying diode. We confirm the simulation results by hardware circuit implementation and measurements. We think that our research will inspire further searches for failure-resilient topologies.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: evolutionary algorithms, analog circuit synthesis, failure-resilient circuits, NSGA-II algorithm
• Vrsta gradiva: Članek v reviji
• Tipologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Status publikacije: Objavljeno
• Različica publikacije: Objavljena publikacija
• Leto izida: 2022
• Št. strani: 20 str.
• Številčenje: Vol. 10, iss. 1, art. 156
• PID: 20.500.12556/RUL-136747
• UDK: 004
• ISSN pri članku: 2227-7390
• DOI: 10.3390/math10010156
• COBISS.SI-ID: 92450563
• Datum objave v RUL: 19.05.2022

Gradivo je del revije

• Naslov: Mathematics
• Skrajšan naslov: Mathematics
• Založnik: MDPI AG
• ISSN: 2227-7390
• COBISS.SI-ID: 523267865

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.
• Začetek licenciranja: 05.01.2022

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: evolucijski algoritmi, načrtovanje analognih vezij, na okvare odporna vezja, algoritem NSGA-II

Projekti

• Financer: ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: P2-0246
• Naslov: ICT4QoL - Informacijsko komunikacijske tehnologije za kakovostno življenje