Ενσωματωμενα Συστηματα Με Εφαρμογη Στην Τεχνητη Νοημοσυνη

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται ένα ενσωματωμένο σύστημα, υλοποιήσιμο σε FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), το οποίο επιτελεί συντακτική αναγνώριση προτύπων για κατηγορικές γραμματικές (attribute grammars). Η συντακτική αναγνώριση προτύπων περιλαμβάνει δύο βασικές λειτουργίες: το parsing και το attribute evaluation. Η πρώτη λειτουργία έχει υλοποιηθεί σε hardware και συγκεκριμένα συνιστά μία αυτοτελή περιφερειακή μονάδα - τον parser - η αρχιτεκτονική της οποίας έχει εκφραστεί στη γλώσσα περιγραφής υλικού Verilog. Tο attribute evaluation πραγματοποιείται από μία software εφαρμογή η οποία εκτελείται σε έναν soft επεξεργαστή της Xilinx, τον MicroBlaze. Οι δύο αυτές εφαρμογές επικοινωνούν μεταξύ τους με τη βοήθεια του κατάλληλου interface μέσω του οποίου ο parser «τροφοδοτεί» τον attribute evaluator με τα κατάλληλα δεδομένα. Η υλοποίηση αυτή, για την οποία έγινε χρήση τεχνικών συσχεδίασης υλικού-λογισμικού, συγκροτεί ένα SoC (System On a Chip) και είναι κατάλληλη για εφαρμογές ενσωματωμένων συστημάτων όπου παράμετροι, όπως η ταχύτητα, το portability και το χαμηλό κόστος, είναι κρίσιμες. Το εν λόγω σύστημα βρίσκει εφαρμογή σε διάφορες ερευνητικές περιοχές, η πιο σημαντική από τις οποίες είναι αυτή της Τεχνητής Νοημοσύνης. Με κατάλληλες βελτιστοποιήσεις της αρχιτεκτονικής της υλοποίησης, ένα οποιοδήποτε λογικό πρόγραμμα δύναται να «χαρτογραφηθεί» σε ένα FPGA ώστε να εξάγονται αποδοτικότερα λογικά συμπεράσματα.