name: Методы и средства автоматизации конструкторского проектирования СБИС на основе моделирования адаптивного поведения природных систем
keyword_list: муравьиная колония, коллективная адаптация, самоорганизация и генетическая эволюция биоинспирированная оптимизация дотрассировка и перетрассировка глобальная и канальная трассировка задачи планирование и размещение СБИС разбиение схем ЭВА покрытие функциональной схемы методы, модели и алгоритмы топология СБИС автоматизированное проектирование
abstract: Диссертационная работа посвящена решению важной научно-технической проблемы, заключающейся в повышении эффективности основных проектных процедур автоматизированного синтеза топологии СБИС. Рассмотрены основные типы, тенденции и проблемы проектирования СБИС, используемые в электронной индустрии; обоснована актуальность исследования; сформулированы постановки оптимизационных задач, решаемых на этапе конструкторского проектирования СБИС. Разработаны научные основы, методология, новые концепции, базовые принципы, стратегии, математические модели, методы и алгоритмы биоинспирированной оптимизации проектных решений, позволяющие реализовать эффективное решение задач автоматизированного конструкторского проектирования СБИС. Предложены принципиально новые подходы к разработке биоинспирированных алгоритмов конструкторского проектирования СБИС. Разработаны модели пространства поиска решений, имеющих композитную многостадийную структуру связей, что позволяет формировать адекватные компактные интерпретации решений, снизить комбинаторную сложность задач и общую трудоемкость. Разработан новый метод на основе коллективной адаптации для решения задач конструкторского проектирования СБИС, отличающийся использованием символьных моделей, геометрической интерпретации объектов проектирования, линейной трудоемкостью процедуры трансформации интерпретации в графическое представление, позволяющий снизить общую трудоемкость, и повысить качество решения. Разработан новый метод комбинаторной оптимизации проектных решений – «муравьиное дерево», ориентированный на решение задачи автоматизированного топологического проектирования СБИС, отличающийся использованием сформированной древовидной интерпретации решения, позволяющий формировать адекватные компактные решения, и в несколько раз сократить размерность решаемых задач. Разработаны новые методы решения задач конструкторского проектирования, построенные на основе интеграции, комбинирования и ко-эволюции предложенных методов, отличающиеся различными стратегиями поиска, параллельно-последовательным функционированием, реализацией более широкого обзора пространства решений, что позволяет обеспечить более высокую вероятность локализации глобального экстремума задачи. Разработаны новые стратегии поиска решений, отличающиеся использованием биоинспирированных методов оптимизации, позволяющие частично устранять преждевременную сходимость алгоритмов. Разработаны новые биоинспированные алгоритмы автоматизированного конструкторского проектирования СБИС, для решения задач: покрытия, разбиения, планирования, размещения, однослойной и многослойной глобальной трассировки, детальной трассировки, дотрассировки и перетрассировки. Указанные алгоритмы позволяют сокращать размерность решаемой задачи, устранять преждевременную сходимость вычислительного процесса, находить наборы квазиоптимальных решений за полиномиальное время и избегать попадания в локальные оптимумы. Разработана программная подсистема для задач автоматизированного конструкторского проектирования СБИС, позволяющая решать реальные задачи, проводить сравнительный анализ предложенных методов и алгоритмов с существующими аналогами на основе решения тестовых задач. Выполнены вычислительные эксперименты, которые показали, что качество полученных решений на стандартных тестовых примерах (бенчмарках) корпорации IBM, в среднем на 8% превосходит результаты найденных решений, полученных известными алгоритмами автоматизированного конструкторского проектирования СБИС (Pure hMetis, Net&Path, PPFF, Dragon v2.20, Capo v.8., mPL v.2.0, mPG v1.0, QPlace v.5.1., KraftWerk, Capo 8.6, Qplace, mPG, RST-T, SPAN, BI1S, FLUTE, MaizeRouter, BoxRouter, FGR, BSG-Route).
chairman_dissertation_council.name: Юрий
chairman_dissertation_council.surname: Рогозов
chairman_dissertation_council.patronymic: Иванович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой системного анализа и телекоммуникаций
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: -
chairman_dissertation_council.url: https://sfedu.ru/www/stat_pages22.show?p=ELs/s1/D&x=ELS/-3000000000876&params=(p_per_id=%3E-3001495)
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Анатолий
organization_supervisor.surname: Метелица
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: Проректор по научной и исследовательской деятельности
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 50.51.02
rubrics.name: Общие проблемы автоматизации проектирования
oecds.code: 01.02.EP
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, ARTIFICIAL INTELLIGENCE
speciality_codes.name: Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.12
supervisors.fio: Курейчик Владимир Викторович
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Коробейников Анатолий Григорьевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Гришенцев Алексей Юрьевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Карпенко Анатолий Павлович
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГАОУ ВО "ЮФУ", ЮФУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1026103165241
protection_organization.supervisor_name: ИННА
protection_organization.supervisor_surname: ШЕВЧЕНКО
protection_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВНА
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГАОУ ВО "ЮФУ", ЮФУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1026103165241
author_organization.supervisor_name: ИННА
author_organization.supervisor_surname: ШЕВЧЕНКО
author_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВНА
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения