Doğuş Üniversitesi’nin ilk IC çipi DU-TCC1209 geldi
Tarih : 28/1/2010 - 1/10/2010
Açıklama :
TÜBİTAK 106E139 Projesi
Proje Kısa Adı: ASD
Proje Adı: Çok Amaçlı Ayarlanabilir CMOS Sınıflandırıcı Devreler
Giriş:
İnsanların günlük yaşamında belirli bir sesi, görüntüyü veya analog bir veriyi tanımak için kullandıkları kuralları tanımlamak oldukça karmaşık bir dizi işlem gerektirmektedir ve hatta bu kuralları tanımlamak bazen mümkün olamamaktadır. Oysa pratikte karşılaşılan örüntü tanıma olaylarını, yazılım ve donanım tabanlı tanıma uygulamalarında belirli kriterlere oturtmak mümkündür. Sınıflandırma işlemi, benzer özellik taşıyan objelerin başka farklı özellikte olanlardan ayırt edilmesi şeklinde tanımlanabilir ve otomatik hedef belirleme, yapay zekâ, yapay sinir ağları, analog-sayısal dönüştürücüler, kuantalama, tıbbi tanı, istatistik gibi çeşitli alanlarda kullanılır. Dolaysıyla da, günümüzde, gerek gerçek dünyada gerekse sayısal dünyada verilerin sınıflandırılması büyük önem taşımaktadır. Bugüne kadar sınıflandırma işlemi genellikle çeşitli algoritmalar yardımıyla yazılımsal olarak yapılmaktadır. Oysa birçok uygulamada, sınıflandırma işlemini daha hızlı ve gerçek zamanda yapmak gerektiğinden bu algoritmaların donanımsal olarak gerçeklenmesi çok daha yararlı olacaktır. Elektronik teknolojisindeki son gelişmeler sınıflandırıcı yapılarının donanımsal gerçekleştirilebilmesi için mükemmel bir ortamı sağlamış, dolaysıyla da birçok sınıflandırma uygulamalarının gerçek zamanda yapılabilmesi için yeni olanaklar ortaya çıkmıştır.
Kısa Tanımı:
Bu projede sınıflandırma işlemini hızlı yapabilecek ayarlanabilir, eğitilebilen, yeni sınıflandırıcı devrelerin CMOS teknolojisinde tasarlanması, sağladıkları yeni olanakların uygulanması, gerçek dünyada bulunan ve de önemli olan uygulamalar ile bağdaştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, önce 'çekirdek hücre (çekirdek devre)' diye adlandırılan, tek girişli-tek çıkışlı bir veri sınıflandırıcı gözüyle bakılabilecek bir yapı taşı, ayarlı olmasını sağlamak amacıyla davranışını belirleyen parametreleri değişken olacak biçimde, tasarlanmıştır. Arzu edilen tasarıma eriştikten sonra, çekirdek devrenin SPICE simülasyonlarıyla bilgisayar ortamında ve ayrık elemanlar ile laboratuarda testi yapılmıştır. Ayrıca, tasarım güç tüketimi ile gecikmenin azaltılması karmaşıklığının sadeleştirilmesi bakımından iyileştirilmiştir; çok geniş bir alana yayılan ve sınıflamanın da ötesine geçen uygulamaların da mümkün olduğu gösterilmiştir. Laboratuarda yapılan testler ile ilgili bir resim Şekil 1'de verilmektedir.
Çekirdek devreler kullanılarak gerçekleştirilen iki boyutlu sınıflandırıcının üç boyutlu SPICE simülasyonu çıktısı Şekil 2'de verilmiştir. Bu şekillerde, her farklı yükseklik değişik veri kümesini gösterecek şekilde bir ayarlama yapılmış ve iki boyutlu verilerin sınıflandırılması başarıyla sağlanmıştır.
Devrenin başarımı ile ilgili çeşitli testlerden sonra donanımla ilgili nihai karar verilerek, tümdevrenin serimine (layout) geçilmiştir. Proje kaynaklarından sağlanan MENTOR yazılımıyla çekirdek devrenin AMS 0,35 'm teknoloji parametreleriyle yapılan serimi Şekil 3'de, 3 çekirdek devre, 9 akım taşıyıcı, 3 tampon devresi olan DU-TCC1209 tüm-devresinin serimi ise Şekil 4'te gösterilmiştir. Fransa'daki Multi-Project Circuit şirketinde imal edilmekte olan tüm-devre bir baskı devreye yerleştirildikten sonra çeşitli uygulamalarla sınanacaktır.
Şekil 5. Tümleşik devre fotoğrafı
Şekil 6. Tüm devre DU-TCC1209 fotoğrafı
Uygulamalar:
Veri Sınıflandırma, Karakter Tanıma ve Şablon Eşleme (son ikisi hata düzeltme ve gürültü süzme özelliklerine sahip olarak), kuantalama, Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM), Sıfır Geçiş (zero crossing) Deteksiyonu, Halka (ring) Osilatörü uygulamalarının mümkün olacağı gösterilmiş ve simülasyonlarla sınanmıştı.
Yayınlar:
Projenin araştırma ve geliştirmesi sırasında literatüre de katkılar sağlanmıştır: uluslararası platformlarda beş bildiri sunulmuş, SCI kapsamındaki üç dergide birer makale yayınlanmış olup elde edilen yeni sonuçlarla da makaleler hazırlanmaktadır.
Proje Koordinatörü: Cem Göknar
Proje Ekibi: Shahram Minaei (Araştırmacı), Merih Yıldız ve Engin Deniz (Bursiyer).
Proje Sponsorları: TÜBİTAK, Doğuş Üniversitesi
Başlangıcı: 01/02/2007
Bitişi: 01/08/2009
Uzatma: 01/08/2010