유전자 알고리즘 하드웨어 구현을 위한 전용 원칩 컴퓨터의 설계

Embedded One Chip Computer Design for Hardware Implementation of Genetic Algorithm

유전자 알고리즘(GA: Genetic Algorithm)은 다양한 영역에서 NP 문제를 해결하는 방법으로 알려져 있다. GA는 긴 연산 시간을 필요하다는 결점 때문에 최근 GA를 하드웨어로 구현하려는 연구가 주목 받아왔다. 본 논문은 GA의 하드웨어 구현을 위한 전용 원칩 컴퓨터를 제안한다. 제안된 전용 원칩 컴퓨터는16 비트 CPU core와 하드웨어 GA로 구성되어 있다. 기존의 하드웨어 GA는 GA의 처리하는데 있어서 메인 컴퓨터에 의존적이었으나 제안된 전용 원칩 컴퓨터는 메인 컴퓨터에 독립적이다. 또한 기존의 하드웨어 GA는 염색체의 길이가 고정되어 있는 데 비해 제안된 전용 원칩 컴퓨터의 염색체의 길이는 가변이며 16 비트 단위로 Pipeline 처리를 한다. 실험 결과는 제안된 원칩 컴퓨터가 랜덤 비트 동기 회로를 위한 진화 하드웨어 설계에 적용할 수 있다는 것을 보여준다.

Genetic Algorithm(GA) has known as a method of solving NP problem in various applications. Since a major drawback of the GA is that it needs a long computation time, the hardware implementation of Genetic Algorithm is focused on in recent studies. This paper proposes a new type of embedded one chip computer fort Hardware Implementation of Genetic Algorithm. The proposed embedded one chip computer consists of 16 Bit CPU care and hardware of genetic algorithm. In contrast to conventional hardware oriented GA which is dependent on main computer in the process of GA, the proposed embedded one chip computer is independent on main computer. Conventional hardware GA uses the fixed length of chromosome but the proposed embedded one chip computer uses the variable length of chromosome by employing the efficient 16 bit Pipeline Unit. Experimental results show that the proposed one chip computer is applicable to the design of evolvable hardware for Random NRZ bit synchronization circuit.