Implementando em FPGA um algoritmo genético para a busca de soluções para o problema do caixeiro viajante

• Autor(a) principal: Guerra, André Luiz Lemos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27552
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; Algorítmos genéticos; Caixeiros-viajantes; Otimização combinatória; Arranjos de lógica programável em campo; Genetic algorithms; Traveling sales personnel; Combinatorial optimization; Field programmable gate arrays

O Problema do Caixeiro Viajante que busca encontrar a rota de menor custo entre diversas cidades de um conjunto, passando por cada uma delas apenas uma vez e retornando à cidade inicial. Existem diversas aplicações para este problema tais como planejamento de processos, manufatura celular, gerenciamento de rotas, estrutura de matrizes e até mesmo montagem de placas de circuito impresso. Encontrar uma solução exata é custoso em tempo e processamento, para isso existem métodos aproximativos. Contudo algumas aplicações do PCV tem uma necessidade de respostas em questão de microssegundos. Nessas situações o paralelismo é uma forte opção para aceleração. Dentro dos métodos aproximativos a meta-heurística Algoritmo Genético se destaca, por sua capacidade de paralelização. Neste trabalho foi implementada uma arquitetura configurável em FPGA, que representa a meta-heurística algoritmo genético, capaz de buscar soluções para o problema do caixeiro viajante. A implementação ocorreu em um microcontrolador combinado a blocos lógicos reconfiguráveis e foi realizada em um kit FPGA Spartan 3E. Por fim, foram realizados experimentos que comprovaram um crescimento linear do tempo de execução conforme se aumentou o número de cidades do problema.