Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В ЛЭТИ ускорили проектирование микросхем с помощью машинного обучения
Разработанное программное обеспечение сократит время размещения и трассировки компонент на печатных платах при сохранении качества.
Благодаря техническому прогрессу, методы машинного обучения достигают высокой производительности при решении задач классификации, детектирования и поиска оптимального решения в многомерном пространстве состояний. Кроме того, методы машинного обучения возможно применять при решении NP-полных задач, которые распространены в области автоматизации проектирования электронных устройств.
Применение традиционных методов приводит к большим временным затратам, а иногда и вовсе к невозможности решить задачу. Алгоритмы машинного обучения сосредоточены на извлечении высокоуровневых признаков или шаблонов, которые можно повторно использовать в других связанных или подобных ситуациях, избегая повторного сложного анализа. Поэтому применение машинного обучения на этапе размещения компонентов на плате — потенциальный метод ускорения и устранения ошибок при проектировании плат и интегральных схем. Однако не любые методы машинного обучения будут полезны в данной задаче, так как большая часть из них требует больших наборов данных с экспертной оценкой.
«В нашем проекте предлагается применять методы обучения с подкреплением, которые позволят решить проблему необходимости в большом размеченном объеме данных. На основе современных методов предлагается реализовать программный модуль по автоматическому размещению компонентов на плате, который может быть внедрен в уже существующую систему автоматизированного проектирования (САПР)», — сообщает ассистент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Сергей Романов.
Разработка и проектирование электронных устройств требует больших усилий и времени — большие временные затраты и недостаток опыта замедляют разработку новых плат и интегральных схем. Сложность современных плат и интегральных схем, содержащих сотни миллионов компонентов, не допускают ручного проектирования без использования специальных средств автоматизации проектирования.
Научно-технический прогресс в области создания современных плат и интегральных схем во многом зависит от успешного решения проблемы автоматизации проектирования. Уровень сложности современных плат приблизился к границе, за которой эффективность труда человека-проектировщика резко падает, а число ошибок возрастает.
«Математическая формулировка исходной задачи довольно трудна. Ее точное решение при большом числе компонент в общем случае невозможно и/или требует очень больших временных затрат. В работе развиваются приближенные методы решения данной задачи, когда мы немного жертвуем качеством, но значительно ускоряем процесс решения», — говорит Романов.
Итоговым результатом проекта «Разработка автоматического модуля размещения компонент на плате на основе машинного обучения» станет программное обеспечение, которое рассчитывает оптимальное расположение компонентов с учетом ограничений, заданных проектировщиком. Полученный продукт будет востребован среди компаний, занимающихся разработкой аппаратного обеспечения, например Huawei или для отечественных производителей САПР, в частности, компания Eremex.
Помимо коммерческих компаний, существует открытый проект OpenROAD, который занимается разработкой программного обеспечения для полного цикла проектирования интегральных схем. Главная идея проекта — разработать программное обеспечение, которое менее чем за 24 часа позволит автоматически проектировать интегральную микросхему. Это действующий проект, код которого постоянно обновляется, что пока затрудняет его использование для решения производственных задач.
Открытое решение по размещению компонентов, разработанное OpenRoad в настоящее время сложно в использовании. В проекте OpenRoad сегодня используются классические методы — алгоритмы имитации отжига и поиска на B-деревьях, что требует высоких временных затрат. Тогда как подход на основе обучения с подкреплением позволит получать высокое качество размещения компонентов без предварительной подготовки и обучения модели. Как следствие, это обеспечит высокую скорость проектирования плат. Модель, построенная на основе методов обучения с подкреплением, имеет возможность самосовершенствоваться с течением времени, поэтому реализация проекта позволит получить универсальный модуль для автоматизации проектирования плат.
Несмотря на большое количество программных решений, на рынке нет продукта, который бы решал задачу автоматического размещения компонентов c приемлемым качеством. Развитие проекта состоит из двух основных этапов длительностью по три месяца. Первый включает в себя сбор данных, разработку алгоритма подготовки списка соединения на языке Python и первую реализацию модели расположения компонентов на плате. Второй — улучшение модели расположения компонентов, сравнение полученной модели с классическими методами решения задачи размещения компонентов и создание модуля-библиотеки на основе разработанных алгоритмов.
Разработка поддержана грантом конкурса научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Проект получил финансирование на реализацию в размере 400 тысяч рублей.
Два ключевых события сыграли решающую роль в формировании генетического профиля современных европейских народов. Первое связано с приходом ранних фермеров из Анатолии примерно восемь тысяч лет назад, второе — масштабная миграция на запад носителей ямной степной культуры, начавшаяся пять тысяч лет назад. Однако ученые видят множество отличий от общей картины в разных регионах. В новой работе они проанализировали ДНК древних жителей самого северо-запада Европы и обнаружили более тесную связь с охотниками-собирателями, чем где бы то ни было.
В архивах английского поместья столетиями пылилась ничем не примечательная книга учета XVI века. Никто не подозревал, что внутри ее переплета скрываются фрагменты пергамента с историями, которые переписывали монахи семь веков назад. Тайна раскрылась, когда архивариус заметил странные символы на обложке. Так началось расследование, объединившее разных ученых. Исследователи три года пытались прочитать текст, не прикасаясь к нему. Теперь они представили результат своего труда — мир получил два ранее неизвестных эпизода о волшебнике Мерлине, короле Артуре и рыцаре Гавейне.
Ученые из Австралии исследовали влияние сексуальной активности, а именно — самоудовлетворения и полового контакта с партнером — на объективные и субъективные параметры сна, в том числе на мотивацию поутру и готовность к новому дню.
Ученые из Сколтеха исследовали разнообразие молекул, которые могут образовываться из атомов кислорода и углерода. Помимо широко известных углекислого и угарного газов, моделирование обнаружило две сотни экзотических, но относительно стабильных соединений этих двух элементов, многие из которых не были описаны ранее. Этот класс веществ представляет интерес для исследований космоса, аккумуляторных технологий, биохимии и — неожиданным образом — для разработки промышленной взрывчатки и ракетного топлива. Как оказалось, некоторые из открытых веществ при распаде будут высвобождать более 75 процентов взрывной энергии тротила.
Два ключевых события сыграли решающую роль в формировании генетического профиля современных европейских народов. Первое связано с приходом ранних фермеров из Анатолии примерно восемь тысяч лет назад, второе — масштабная миграция на запад носителей ямной степной культуры, начавшаяся пять тысяч лет назад. Однако ученые видят множество отличий от общей картины в разных регионах. В новой работе они проанализировали ДНК древних жителей самого северо-запада Европы и обнаружили более тесную связь с охотниками-собирателями, чем где бы то ни было.
Остывшая после Большого взрыва Вселенная была наполнена холодным, нейтральным газом, заслонявшим свет звезд. К счастью, за космологическими Темными веками пришла эпоха реионизации. Первые звезды и галактики ионизировали межгалактическое пространство, и Вселенная вновь засияла. И вот ученые нашли древнейшую галактику, излучение которой реионизирует окружающий нейтральный газ.
В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.
Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).
Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
ПонятноМы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии