الگوریتم بهینه ­سازی توده ذرات در ابتدایی‌ترین شکل خود یک روش تکراری دسته‌جمعی آشفته با تاکید بر همکاری است. این الگوریتم تا حدی تصادفی بوده و بدون مکانیزم انتخاب است و از حرکت گروهی پرندگان و زنبورها الهام گرفته است. رفتار جمعی تمام افراد جمعیت باعث یک همگرایی درنقطه­اي نزدیک به جواب بهینه مطلق می‌شود. نقطه قوت این الگوریتم عدم نیاز به یک کنترل سراسري است. هرفرد دراین الگوریتم خود ‌مختاري نسبی دارد که می‌تواند درسراسر فضاي جستجو حرکت کند و می‌بایست با سایر افراد همکاری داشته باشد. در این گزارش ابتدا نحوه کارکرد کد نوشته شده مورد بررسی قرار می­گیرد. در فصل دوم الگوریتم بهینه­ سازی توده ذرات به طور مفصل توضیح داده می­شود. در فصل آخر نیز نحوه پیاده سازی این الگوریتم بر روی کد  Matlabتوضیح داده خواهد شد.

الگوریتم  PSO یک الگوریتم جستجوی اجتماعی است که از روی رفتار اجتماعی دسته‌های پرندگان مدل شده است. در ابتدا این الگوریتم به منظور کشف الگوهای حاکم بر پرواز همزمان پرندگان و تغییر ناگهانی مسیر آنها و تغییر شکل بهینه‌ی دسته به کار گرفته شد . در PSO، ذرات  در فضای جستجو جاری می‌شوند. تغییر مکان  ذرات در فضای جستجو تحت تأثیر تجربه و دانش خودشان و همسایگانشان است. بنابراین موقعیت دیگر توده  ذرات روی چگونگی جستجوی یک ذره اثر می‌گذارد . نتیجه‌ی مدل‌سازی این رفتار اجتماعی فرایند جستجویی است که ذرات به سمت نواحی موفق میل می‌کنند. ذرات از یکدیگر می‌آموزند و بر مبنای دانش بدست آمده به سمت بهترین همسایگان خود می‌روند اساس کار PSO بر این اصل استوار است که در هر لحظه هر ذره مکان خود را در فضای جستجو با توجه به بهترین مکانی که تاکنون در آن قرار گرفته است و بهترین مکانی که در کل همسایگی‌اش وجود دارد، تنظیم می‌کند.

مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) بخش حیاتی در بسیاری از سیستم های کنترل مانند پردازنده سیگنال های ویدئویی، سینتی سایرز سیگنال دیجیتال، HDTV و آی سی های راه انداز LCD و مچنین در فرستنده و گیرنده بیسیم مدرن که در آن از تعداد زیادی DAC های کمکی برای کنترل مدارهای RF، استفاده می شود، است. هنوز DAC های با مصرف توان فوق العاده پایین (در محدوده ی نانو وات) به طور گسترده ای در RFID و شبکه های حسگر بی سیم( شبکه گیرنده بی سیم) و هر مدار تلفیق شده با قسمت های آنالوگ و دیجیتال، که معمولا در آنها نرخ نمونه برداری کم و نیازمند مصرف توان پایین و ابعاد کوچک جهت صرفه جویی در هزینه می باشد، بکار می روند. بررسی بسیاری از DAC ها در کارهای اخیر بر اساس تکنیک های مقیاس بندی، یعنی مقیاس بندی جریان، مقیاس بندی ولتاژ و شارژ است. مبدل های D/A مد جریان جهت کاربردهای با سرعت بلا در نظر گرفته می شوند هرچندد که توانایی به کارگیری این نوع DAC ها در کاربردهای با مصرف توان پایین که در آن سرعت چندان مد نظر نسیت، نیز وجود دارد.

انواع مبدل ها

 در میان ساختارهای متعدد DAC ، مبدل‌های الگوریتمی ( یا دوره ای )، به صورت یک معماری مناسب برای تحقق مبدل‌های  دیجیتال به آنالوگ با سرعت‌های نمونه‌برداری پایین تا متوسط و دقت‌های بین ‎8 تا ‎17 بیت با کمترین توان مصرفی و سطح سیلیکن اشغالی شناخته شده است. این مبدل‌ها در سیستم‌های سنسور، قطعات پزشکی، سیستم‌های چند رسانه‌ای ، حسگرهای تصویر و گره‌های حسگر بی سیم کاربردهای فراوانی یافته‌اند. امروزه در دستگاه‌های قابل حمل که از طریق باتری تغذیه می‌شوند، مصرف توان و مساحت کم یک نیاز اصلی و مهم می‌باشد. از این جهت روش‌هایی که بتوانند توان مصرفی و مساحت را کاهش دهند، کاربردهای متنوعی پیدا کرده و از اهمیت زیادی برخوردار هستند. توان مصرفی یکی از مهمترین مشخصه‌های یک مبدل  دیجیتال به آناولگ مجتمع است.

از عمده ترین مزایای کار با سیگنال های دیجیتال می توانبه پردازش، ذخیره سازی و انتقال ساده تر سیگنال های دیجیتال در مقایسه با سیگنال های آنالوگ اشاره کرد. مبدل های A/D  دارای سرعت بالا، به عنوان یک جزء لازم و مکمل سیستم ها بیسیم پیشرفته نظیر سیستم های بیسیم باند فوق عریض عمل می نمایند. مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع(FLASH A/D)به علت انجام عملیات تبدیل تنها در یک پالس ساعت سریع ترین نوع مبدل در مقایسه با دیگر انواع بدل های A/D می باشند. مبدل های فلش نیاز به تقویت کننده های عملیاتی ندارند و مستعد جهت عملکرد ولتاژ پایین هستند.

مبدل های FLASH A/D بطور کلی از مدار تعقیب / نگهدارند (sample and hold)بلوک نردبان مقاومتی، بلوک مقایسه گرها و بلوک دیکدر همانطور که در شکل 1 نمایش داده شده است، تشکیل شده اند.سریع ترین نوع مبدل های فلش نرخ نمونه برداری فوق العاده زیادی دارند و لذا برای کاربردهای بالدرنگ و پهنای باند زیاد  ورودی مورد استفاده قرار می گیرند. معایب مبدل های فلش را می توان توان مصرفی بالا، حساسیت بالا به ولتاژ افست مقایسه کننده های و سطح زیاد اشغال شده روی تراشه برشمرد. با وجه به رابطه نمایی بین رزولیشن (تعداد بیت خروجی) این مبدل ها با تعداد مقایسه گر های آن، لذا در این مبدل نمی توان به رزولیشن بالا درست یافت از هنگامی که سیستم های پردازشگر دیجیتال برای کاربردهایی با قابلیت جابجایی سیستم(portability) یا در برخی کاربردهای ارتباط راه دور که نیاز به بخش های موازی زیادی دارند بکار گرفته شده اند، اتلاف توان به عنوان یک مسئله مهم در طراحی مبدل های A/D مطرح است. در این مبدل برای داشتن N  بیت در خروجی به تعداد 2N-1 مقایسه گر نیاز است، به همین دلیل مصرف توان مبدل های آنالوگ به دیجیتال فلش زیاد می باشد. از جمله روش های کاهش مشرف توان این نوع مبدل ها می توان ابه استفاده از مبدل های فلش دو طبقه اشاره کرد که در شکل 2، استفاده از مقایسه گر های با توان مصرفی پایین نظر مقایسه گر های لچ دینامیکی، استفاده از دیکدر درختی، استفاده از روش درونیابی خازی اشاره کرد.

لبه يابي يكي از مهمترين عمليات در پردازش تصوير به شمار ميرود. در مقايسه با تصاوير منوكروم، اطلاعات موجود در تصاوير رنگي زيادتر بوده و كاربردهاي آن نيز وسيع تر ميباشد؛ بنابراين در سالهاي اخير تحقيقات بسياري بر روي., لبه يابي تصاوير رنگي انجام شده است[1] .

لبه يابي در تصاوير رنگي به دو روش تركيبي و برداري انجام ميشود. در روش تركيبي از تكنيك هاي لبه يابي تصاويرمنوكروم، برروي هر سه كانال تصوير رنگي به صورت مستقل استفاده شده و سپس نتايج با استفاده از عمليات منطقي خاص با يكديگر تركيب ميشوند[ 3]. در روش برداري هرپيكسل، به صورت برداري در فضاي رنگ مشخص، در نظرگرفته شده و عمليات لبه يابي با استفاده از بردارها انجام ميشود. روش تركيبي به نسبت روش برداري ساده تر وسريع تر بوده اما در بعضي از موارد شدت لبه را به درستي نشان نميدهد. در اين مقاله از روش برداري استفاده شده،زيرا اين روش، مشكل روش تركيبي را حل كرده و كارايي آن نيز فوق العاده است. تحقيقات اخير نيز بيشتر بر روي., اين روش انجام شده است. يكي از روش هاي مبتني بر بردار كه اخيرا توسط كنگ وهمكارانش [ 6]ارائه شده، الگوريتمي مبتني بر درخت پوشای مینیمال  (Minimal Spanning Tree) است. این الگوريتم در عين ارائه نتايج خوب از زمان اجراي طولاني رنج مي برد. در اين مقاله الگوريتمي مبتني بر روش كنگ  ارائه شده كه ضمن ارائه نتايجي در حد الگوريتمMST از  زمان اجراي كوتاهتري برخوردار است.

درخواست تصویب موضوع پایان نامه کارشناسی ارشد و دکتری حرفه ای

عنوان تحقیق به فارسی: بهینه سازی طول و عرض ترانزیستورها برای دست یابی به مشخصات ایده آل در جمع کننده های تک بیتی

عنوان تحقیق به انگلیسی:

Transistor W/L characteristic optimization in one bit Full adder