JP2008242927A - Genetic algorithm execution device and genetic algorithm execution method - Google Patents

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Tetsuya Mitsutake
哲矢 三竹
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve withdrawability from a local solution by a global search, while maintaining increase in the rate of approaching an optimum solution in a genetic algorithm. <P>SOLUTION: A genetic algorithm execution device comprises a mutation probability determination means 22 for obtaining a congestion degree, showing the convergence state of a parent individual 21 and determining the mutation probability from the congestion degree, and a mutation processing means 23 for performing mutation processing to genetic information of the individual based on the mutation probability. When the individuals of the local solution become predominant in a population 20, the congestion degree increases, thereby the mutation probability and strengthening the broad area search function is increased. By the special mutation processing for dynamically controlling the mutation probability, it is made possible to improve the probability of reaching an optimum solution regardless of a local solution, while maintaining the effect of increasing the rate of approaching the optimum solution. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、遺伝的アルゴリズム実行装置および遺伝的アルゴリズム実行方法に関するものであり、例えば、トランジスタなどの半導体素子の物理モデルの多数のパラメータを短時間で調整可能なパラメータ調整装置に好適な遺伝的アルゴリズム実行装置および遺伝的アルゴリズム実行方法に関するものである。   The present invention relates to a genetic algorithm execution apparatus and a genetic algorithm execution method, for example, a genetic algorithm suitable for a parameter adjustment apparatus capable of adjusting a large number of parameters of a physical model of a semiconductor device such as a transistor in a short time. The present invention relates to an execution device and a genetic algorithm execution method.

LSIの製造を行う場合、まず、当該製造ラインでトランジスタ(MOSFET)のゲートのチャネル長Lおよびチャネル幅W等の形状の異なる幾つかのトランジスタ(MOSFET)のサンプルを試作する。次に、この試作品の電気的特性の測定結果から、当該製造ラインにおいて製造されるトランジスタの特性に高精度で合致するように、トランジスタの物理モデルの複数のパラメータを調整する。そして、このトランジスタの物理モデルを使用して、SPICEなどの周知の回路シミュレータによって当該製造ラインにおいて製造する各種LSI(トランジスタ)のシミュレーションが行われていた。   When manufacturing an LSI, first, samples of several transistors (MOSFETs) having different shapes such as the channel length L and the channel width W of the gate of the transistor (MOSFET) are manufactured on the manufacturing line. Next, from the measurement result of the electrical characteristics of the prototype, a plurality of parameters of the physical model of the transistor are adjusted so as to match the characteristics of the transistor manufactured in the manufacturing line with high accuracy. Then, using the physical model of the transistor, various LSIs (transistors) manufactured in the manufacturing line are simulated by a known circuit simulator such as SPICE.

トランジスタの物理モデルは、Vg(ゲート電圧)、Vd(ドレイン電圧)、Id(ドレイン電流)の関係等をゲートのチャネル長L、チャネル幅W等の変数および複数のパラメータを含む数式によって表現したものであり、多数のモデルが提案されている。そして、上記シミュレーションには例えば代表的な周知のBSIM(Berkeley Short Channel 1GFET Model)が使用されていた。   The physical model of a transistor is a representation of the relationship between Vg (gate voltage), Vd (drain voltage), Id (drain current), etc., using a mathematical expression including variables such as channel length L and channel width W of the gate and a plurality of parameters. Many models have been proposed. In the simulation, for example, a typical well-known BSIM (Berkeley Short Channel 1 GFET Model) is used.

BSIMは多数の数式からなり、調整すべきパラメータの数は50個以上ある。なお、トランジスタの物理モデルの詳細および従来のパラメータ調整方法については例えば下記文献に記載されているので、詳細な説明は省略する。
鳥谷部達監修「MOSFETのモデリングとBSIM3ユーザーズガイド」平成14年2月28日丸善発行。
The BSIM is composed of a large number of mathematical expressions, and there are 50 or more parameters to be adjusted. Note that the details of the physical model of the transistor and the conventional parameter adjustment method are described in, for example, the following document, and thus detailed description thereof is omitted.
Published by Maruzen on February 28, 2002, supervised by Tatsushi Toriyabe, "MOSFET Modeling and BSIM3 User's Guide".

また、従来、試作結果などから遺伝的アルゴリズムを用いて複数のパラメータを含む物理モデルのパラメータフィッティング(調整)処理を自動的に行うパラメータ調整装置が提案されている。例えば、本出願人が先に出願した下記の文献には、遺伝的アルゴリズムを用いて複数のパラメータを含む物理モデルのパラメータ調整処理を自動的に行うパラメータ調整装置が提案されている。
特開2005−38216号公報
Conventionally, there has been proposed a parameter adjustment device that automatically performs parameter fitting (adjustment) processing of a physical model including a plurality of parameters using a genetic algorithm from a prototype result or the like. For example, the following document filed earlier by the present applicant proposes a parameter adjustment device that automatically performs parameter adjustment processing of a physical model including a plurality of parameters using a genetic algorithm.
JP 2005-38216 A

上記した特許文献1に示す従来のパラメータ調整方法においては、交叉処理として乱数を使用した特殊な交叉方法を採用していた。この交叉方法は、限定された範囲内ではあるが、遺伝子情報でるパラメータがランダムに変化するような、突然変異と類似した構成を取っており、従って、突然変異の処理は行われていなかった。   In the conventional parameter adjustment method shown in Patent Document 1 described above, a special crossover method using random numbers is used as a crossover process. Although this crossover method is within a limited range, it has a structure similar to that of a mutation in which a parameter of genetic information changes at random, and therefore, the mutation has not been processed.

しかし、従来の方法では遺伝的アルゴリズムの特徴である広域探索機能が制限され、局所解に捕らわれてしまう恐れがあるという問題点があった。本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、最適解に近づく速度の向上を維持しつつ、広域探索による局所解からの離脱可能性の向上を両立させることにある。   However, the conventional method has a problem in that the wide-area search function, which is a feature of the genetic algorithm, is limited and may be caught by a local solution. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to simultaneously improve the possibility of leaving from a local solution by a wide area search while maintaining the improvement of the speed of approaching an optimal solution.

本発明の遺伝的アルゴリズム実行装置は、個体の収束状態を示す混雑度を求める混雑度算出手段と、前記混雑度から突然変異確率を決定する突然変異確率決定手段と、前記突然変異確率に基づき、前記個体の遺伝子情報に突然変異処理を施す突然変異処理手段とを備えたことを主要な特徴とする。   The genetic algorithm execution device according to the present invention is based on the congestion probability calculating means for determining the congestion degree indicating the convergence state of the individual, the mutation probability determining means for determining the mutation probability from the congestion degree, and the mutation probability. The main feature is that it comprises mutation processing means for performing mutation processing on the genetic information of the individual.

また、前記した遺伝的アルゴリズム実行装置において、前記混雑度算出手段は、遺伝子情報であるパラメータ毎に、個体のパラメータの最大値から最小値を減算したものを当該パラメータの取り得る最大値から最小値を減算した値で除算し、これを全てのパラメータについて平均した平均値を求め、1から前記平均値を減算した値を前記混雑度とする点にも特徴がある。   Further, in the genetic algorithm execution device, the congestion degree calculation means, for each parameter that is genetic information, a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the individual parameter is calculated from the maximum value that can be taken by the parameter. Is divided by a value obtained by subtracting, and an average value obtained by averaging the values for all parameters is obtained, and a value obtained by subtracting the average value from 1 is used as the congestion degree.

また、前記した遺伝的アルゴリズム実行装置において、更に、母集団から所定個数だけ親個体を選択して前記複数の親個体とする親個体選択手段と、前記複数の親個体から複数の子個体を生成する子個体生成手段と、前記子個体生成手段が生成した複数の子個体について評価値を算出する評価値算出手段と、前記複数の子個体の中から評価値の良い所定個数の個体を選択する子個体選択手段と、親個体の母集団からランダムに所定個数だけ親個体を取り出す親個体取り出し手段と、前記子個体選択手段によって選択された子個体および前記親個体取り出し手段によって取り出された親個体の中から評価値の良い所定個数の個体を選択して、前記母集団に加える上位個体選択手段とを備えた点にも特徴がある。   Further, in the above-described genetic algorithm execution apparatus, a parent individual selection unit that selects a predetermined number of parent individuals from a population and sets the plurality of parent individuals, and generates a plurality of child individuals from the plurality of parent individuals A child individual generating means, an evaluation value calculating means for calculating an evaluation value for a plurality of child individuals generated by the child individual generating means, and selecting a predetermined number of individuals having a good evaluation value from the plurality of child individuals Child individual selection means, parent individual extraction means for randomly extracting a predetermined number of parent individuals from the parent individual population, child individuals selected by the child individual selection means, and parent individuals extracted by the parent individual extraction means There is also a feature in that a predetermined number of individuals having a good evaluation value are selected from the above, and an upper individual selecting means for adding to the population is provided.

また、前記した遺伝的アルゴリズム実行装置において、前記子個体生成手段は、親個体の遺伝子情報によって表されるベクトル空間における重心を求め、前記重心および親遺伝子情報の値から定められるベクトル空間上の超多面体の内部に子個体群の生成範囲を決定する生成範囲決定手段を備えた点にも特徴がある。   In the above genetic algorithm execution device, the child individual generation means obtains a centroid in a vector space represented by the gene information of the parent individual, and the super-element on the vector space determined from the centroid and the value of the parent gene information. Another feature is that a generation range determining means for determining the generation range of the child population is provided inside the polyhedron.

また、前記した遺伝的アルゴリズム実行装置において、前記親個体選択手段は、評価値のよい個体ほど選択される確率が大きくなるように所定個数の個体を選択する重み付け選択手段と、母集団の個体をランダムに2次元配列し、前記重み付け選択手段によって選択された個体およびこの個体と隣接する個体を所定個数選択する2次元選択手段とを備えた点にも特徴がある。   Further, in the genetic algorithm execution device described above, the parent individual selection means includes weight selection means for selecting a predetermined number of individuals so that an individual having a higher evaluation value has a higher probability of being selected, and individuals of the population. There is also a feature in that two-dimensional selection means for two-dimensionally arranging at random and selecting a predetermined number of individuals selected by the weighting selection means and individuals adjacent to the individual is provided.

また、前記した遺伝的アルゴリズム実行装置において、半導体素子の物理モデルの複数のパラメータのそれぞれを遺伝子とする個体を定義し、試作された半導体素子の特性測定データに基づき、遺伝的アルゴリズムを使用してパラメータを最適化するパラメータ調整手段を備えた点にも特徴がある。   Further, in the above-described genetic algorithm execution device, an individual having each of a plurality of parameters of a physical model of a semiconductor device as a gene is defined, and a genetic algorithm is used based on the characteristic measurement data of the prototyped semiconductor device. There is also a feature in that a parameter adjusting means for optimizing the parameters is provided.

本発明の遺伝的アルゴリズム実行方法は、複数の親個体の収束状態を示す混雑度を求めるステップと、前記混雑度から突然変異確率を決定するステップと、前記複数の親個体から子個体を生成するステップと、前記突然変異確率に基づき、前記子個体の遺伝子情報に突然変異処理を施すステップとを含むことを主要な特徴とする。   The genetic algorithm execution method of the present invention includes a step of obtaining a degree of congestion indicating a convergence state of a plurality of parent individuals, a step of determining a mutation probability from the degree of congestion, and generating a child individual from the plurality of parent individuals. And a step of performing a mutation process on the genetic information of the offspring based on the mutation probability.

本発明の遺伝的アルゴリズム実行装置においては、母集団において局所解の固体が支配的になった場合には混雑度が増加する。すると突然変異確率が増加し、広域探索機能がより強化さる。このような突然変異確率を動的に制御する特殊な突然変異処理によって、最適解に近づく速度の向上という効果を維持しつつ、局所解に捕らわれずに最適解に到達する確率が向上するという効果を両立させることができる。   In the genetic algorithm execution device of the present invention, the degree of congestion increases when the local solution becomes dominant in the population. Then, the probability of mutation increases and the wide area search function is further strengthened. The effect of improving the probability of reaching the optimal solution without being caught by the local solution while maintaining the effect of improving the speed of approaching the optimal solution by special mutation processing that dynamically controls the mutation probability. Can be made compatible.

以下の実施例においては、本発明をパラメータ調整装置に適用する例を開示するが、本発明は任意の遺伝的アルゴリズム実行装置および実行方法に適用可能である。以下実施例1について説明する。   In the following embodiments, an example in which the present invention is applied to a parameter adjustment device is disclosed, but the present invention is applicable to any genetic algorithm execution device and execution method. Example 1 will be described below.

図2は、本発明を実施するためのコンピュータシステムのハードウェア構成例を示すブロック図である。周知のコンピュータ10には入力装置として例えばキーボード11、マウス12が、出力装置として周知のディスプレイ装置15が接続されている。また、データの入力あるいは出力のために、外部記憶装置13やLAN16が接続されている。本発明の遺伝的アルゴリズム実行装置は、後述するフローチャートによって示された処理を実行するプログラムを作成し、このプログラムをコンピュータシステムにインストールすることによって実現する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of a computer system for carrying out the present invention. For example, a keyboard 11 and a mouse 12 are connected as input devices to a known computer 10, and a known display device 15 is connected as an output device. Further, an external storage device 13 and a LAN 16 are connected for data input or output. The genetic algorithm execution apparatus of the present invention is realized by creating a program for executing the processing shown in the flowcharts described later and installing this program in a computer system.

図1は、本発明を適用したパラメータ調整装置を使用してシミュレーションを行う場合の全体の手順を示すフローチャートである。前記したように、LSIの製造を行う場合、まずS10においては、当該LSI製造ラインでゲートのチャネル長Lおよびチャネル幅W等の形状の異なる幾つかのトランジスタ(MOSFET)のサンプルを試作する。   FIG. 1 is a flowchart showing an overall procedure when a simulation is performed using a parameter adjusting apparatus to which the present invention is applied. As described above, when an LSI is manufactured, first, in S10, samples of several transistors (MOSFETs) having different shapes such as the channel length L and the channel width W of the gate are manufactured on the LSI manufacturing line.

図10は、試作するトランジスタの形状の選択方法を示す説明図である。形状の選択方法は、例えば長さLおよび幅Wの最大値および最小値の間を等間隔で、あるいは最小値に近い方をより細かく区分し、L−W平面上で十字形状になるように試作するトランジスタの区分(形状)を選択する。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method for selecting the shape of a transistor to be prototyped. The shape selection method is, for example, such that the maximum value and the minimum value of the length L and the width W are equally spaced or more finely divided closer to the minimum value to form a cross shape on the LW plane. Select the category (shape) of the transistor to be prototyped.

S11においては、試作したトランジスタの電気的特性を測定する。具体的にはIdVd特性(Vb固定)、IdVd特性(Vg固定)、IdVg特性(Vd固定)についてそれぞれ複数個のサンプル値(離散データ)を得る測定を固定値を変えて複数回行う。   In S11, the electrical characteristics of the prototyped transistor are measured. Specifically, measurements for obtaining a plurality of sample values (discrete data) for the IdVd characteristics (Vb fixed), IdVd characteristics (Vg fixed), and IdVg characteristics (Vd fixed) are performed a plurality of times while changing the fixed values.

S12においては、当該製造ラインにおいて製造されるトランジスタの特性に高精度で合致するように、本発明を適用したパラメータ調整装置を使用して後述する方法によってトランジスタの物理モデルのパラメータ調整処理を行う。   In S12, the parameter adjustment process of the physical model of the transistor is performed by a method described later using the parameter adjustment apparatus to which the present invention is applied so as to match the characteristics of the transistor manufactured in the manufacturing line with high accuracy.

S13においては、パラメータが調整された物理モデルを使用して、SPICEなどの周知の回路シミュレーションプログラムを使用して、当該製造ラインにおいて製造する任意のチャネル長およびチャネル幅のトランジスタ回路の動作シミュレーションを行う。本発明を適用したパラメータ調整装置を使用することにより、物理モデルの精度の高いパラメータが短時間で得られ、精度の高いシミュレーションを行うことができる。   In S13, using a physical model with adjusted parameters, a known circuit simulation program such as SPICE is used to perform an operation simulation of a transistor circuit having an arbitrary channel length and channel width manufactured in the manufacturing line. . By using the parameter adjustment apparatus to which the present invention is applied, a highly accurate parameter of the physical model can be obtained in a short time, and a highly accurate simulation can be performed.

図3は、本発明の交叉、突然変異処理の概略を示す説明図である。この処理はS12の遺伝的アルゴリズムを用いたパラメータ調整処理の中で行われる。図3においては、遺伝的アルゴリズムにおける個体(母集団)の1世代の世代交代処理の内容を示している。実際の処理においては、例えば評価値の良い個体が見つかるまでこの世代交代処理を繰り返す。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the crossover and mutation process of the present invention. This process is performed in the parameter adjustment process using the genetic algorithm of S12. FIG. 3 shows the contents of generation change processing of one generation of individuals (population) in the genetic algorithm. In actual processing, for example, this generation change processing is repeated until an individual with a good evaluation value is found.

まず、遺伝子として調整すべき複数のパラメータ値を有する個体が所定個数含まれる母集団20から所定個数の個体を選択(コピー)して親個体の集合21とする。選択方法としてはランダムに選択する方法(実施例1)の他、評価値に基づく選択とランダムな選択とを組み合わせた方法(実施例2)も開示する。   First, a predetermined number of individuals are selected (copied) from a population 20 including a predetermined number of individuals having a plurality of parameter values to be adjusted as genes, and a parent individual set 21 is obtained. As a selection method, in addition to a method of randomly selecting (Example 1), a method of combining selection based on an evaluation value and random selection (Example 2) is also disclosed.

次に、親個体集合21から突然変異確率を算出する。詳細は後述するが、まず親個体集合21から混雑度Sを算出し、混雑度Sから突然変異確率Mを算出する。交叉、突然変異処理23においては、後述する特殊な交叉処理を実行すると共に、この突然変異確率Mに基づいて突然変異処理も実行し、子個体の集合24を生成する。   Next, the mutation probability is calculated from the parent individual set 21. Although details will be described later, first, the congestion degree S is calculated from the parent individual set 21, and the mutation probability M is calculated from the congestion degree S. In the crossover / mutation process 23, a special crossover process to be described later is executed, and a mutation process is also executed based on the mutation probability M to generate a set 24 of child individuals.

評価値算出、上位選択処理25においては、子個体の集合24のそれぞれの個体について、評価値を計算し、評価値が上位の所定個の個体26を選択する。これとは別に母集団20から所定個数の固体27をランダムに取り出す(母集団には残さない)。上位選択処理28においては、個体26および個体27を加算した集合から評価値が上位の所定個の個体29を選択し、母集団に加える。以上で1世代の世代交代が完了する。固体27の数と固体29の数を同数にすれば母集団の固体数は変わらない。   In the evaluation value calculation / upper selection process 25, an evaluation value is calculated for each individual of the child individual set 24, and a predetermined number of individuals 26 with higher evaluation values are selected. Separately, a predetermined number of solids 27 are randomly extracted from the population 20 (not left in the population). In the upper selection process 28, a predetermined number of individuals 29 with higher evaluation values are selected from a set obtained by adding the individuals 26 and 27 and added to the population. This completes the generation change of one generation. If the number of solids 27 is equal to the number of solids 29, the number of solids in the population will not change.

以下、S12の遺伝的アルゴリズムを使用したパラメータ調整処理の内容について説明する。図4は、遺伝的アルゴリズムを使用したパラメータ調整(フィッティング)処理を示す概略フローチャートである。S20においては、試作トランジスタから得た一つ以上の離散データ群(測定結果)を用意する。S21においては、トランジスタの物理モデル関数の調整すべき任意のパラメータを遺伝子情報とする個体をN個生成し、個体母集団とする。   Hereinafter, the content of the parameter adjustment process using the genetic algorithm of S12 will be described. FIG. 4 is a schematic flowchart showing parameter adjustment (fitting) processing using a genetic algorithm. In S20, one or more discrete data groups (measurement results) obtained from the prototype transistor are prepared. In S21, N individuals having gene parameters as arbitrary parameters to be adjusted in the physical model function of the transistor are generated and set as an individual population.

BSIMには前記したように50個以上のパラメータがあるが、シミュレーションしたい内容によっては、調整を行わずに代表値に固定しておけばよいか、あるいは無視してよいパラメータもある。従って、調整すべきパラメータの数nはシミュレーションする目的によって異なり、50個以上の場合もあるが、例えば10個の場合もある。そこで、調整すべきパラメータの数pnに依存して遺伝的アルゴリズムにおける個体数Nや子の生成数(b)などのパラメータを変化させるようにする。このことによって、pnが小さければ処理も速くなる。実施例においては、例えば個体数N=pn×15とする。   As described above, the BSIM has 50 or more parameters, but depending on the content to be simulated, there are parameters that may be fixed to representative values without adjustment or may be ignored. Accordingly, the number n of parameters to be adjusted differs depending on the purpose of simulation, and may be 50 or more, but may be 10, for example. Therefore, parameters such as the number N of individuals and the number of children generated (b) in the genetic algorithm are changed depending on the number pn of parameters to be adjusted. By this, if pn is small, a process will also become quick. In the embodiment, for example, the number of individuals N = pn × 15.

また、BSIMにおいては、各パラメータについて推奨するパラメータ初期値の範囲が定められているので、各パラメータについて、推奨するパラメータ初期値の範囲内においてランダムに初期値を決定して遺伝子の値とする。   In addition, in BSIM, a range of recommended parameter initial values for each parameter is determined, and therefore, for each parameter, an initial value is determined at random within the recommended parameter initial value range to be a gene value.

S21においては、各個体の評価値も計算する。評価値とは、個体中の遺伝子がモデルパラメータとしてどれだけ理想的な値に近いかを示す値である。評価値は、用意した離散データ群と個体中の遺伝子をモデルパラメータとするトランジスタ電気特性モデル関数で計算した推定データ群より計算する。評価関数としては、二乗誤差や誤差率などが用いられる。   In S21, the evaluation value of each individual is also calculated. An evaluation value is a value indicating how close a gene in an individual is to an ideal value as a model parameter. The evaluation value is calculated from the prepared discrete data group and the estimated data group calculated by the transistor electrical characteristic model function using the gene in the individual as a model parameter. As the evaluation function, a square error or an error rate is used.

なお、離散データ群間でスケーリングが異なる場合、二乗誤差を取るとスケールの小さいデータ群は評価値に与える影響が小さくなってしまう。そこで、本発明では各データ群中の離散データを正規化し、スケールを統一することによって調整精度を向上させる。   Note that when the scaling is different between discrete data groups, if a square error is taken, a data group having a small scale has a small influence on the evaluation value. Therefore, in the present invention, the discrete data in each data group is normalized, and the adjustment accuracy is improved by unifying the scale.

S22においてはS21で生成された個体母集団からa個の親個体を選ぶ。aは例えば調整するパラメータ数がpn個の場合、a=pn+1であってもよい。S23においては、選択された親個体から後述する交叉、突然変異処理によりb個の子個体を生成する。S24においてはS23で生成された子個体全ての評価値を計算する。   In S22, a parent individuals are selected from the individual population generated in S21. For example, when the number of parameters to be adjusted is pn, a may be a = pn + 1. In S23, b child individuals are generated from the selected parent individual by crossover and mutation processing described later. In S24, the evaluation values of all the child individuals generated in S23 are calculated.

S25においてはS23で生成した子個体の中から評価の良い順にc個(例えば2個)を選択する。S26においては母集団からランダムにc個の個体を取り出す。S27においては、S25およびS26において選択あるいは取り出された個体2c個の中から評価の良い順にc個を選択し、母集団に加える。以上処理によって個体の世代が1つ更新される。   In S25, c (for example, 2) are selected from the child individuals generated in S23 in the order of evaluation. In S26, c individuals are randomly selected from the population. In S27, c are selected from the 2c individuals selected or taken out in S25 and S26 in the order of good evaluation, and added to the population. One generation is updated by the above processing.

S28においては、世代更新処理を終了するか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS22に移行するが、肯定の場合には処理を終了する。終了の条件は評価値が予め定められた所定値以上に達したか、評価値の増加率が所定値を下まわったか、あるいは世代交代回数が所定数に達したかなどである。   In S28, it is determined whether or not to end the generation update process. If the determination result is negative, the process proceeds to S22, but if the determination is positive, the process ends. The termination condition is whether the evaluation value has reached a predetermined value or more, whether the increase rate of the evaluation value has fallen below a predetermined value, or whether the number of generation changes has reached a predetermined number.

図5は、S23の交叉、突然変異処理の内容を示すフローチャートである。ここで用いる交叉法は複数の親個体の遺伝子から計算された多面体の中から子個体の遺伝子を生成する実数値向け交叉法である。S30においては、a個の親個体の重心Gを求める。即ち、個体の各パラメータ毎に平均値を求める。S31においては、混雑度Sを計算し、この混雑度Sに基づいて突然変異確率Mを計算する。   FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the crossover and mutation process in S23. The crossover method used here is a crossover method for real values that generates a gene of a child individual from a polyhedron calculated from genes of a plurality of parent individuals. In S30, the center of gravity G of a parent individuals is obtained. That is, an average value is obtained for each individual parameter. In S31, the congestion degree S is calculated, and the mutation probability M is calculated based on the congestion degree S.

図8は混雑度Sの内容を示す説明図である。図8においては、図示し易くするためにパラメータの数を2、親個体の数を3個、パラメータの取り得る最小値を0としてある。例えばパラメータPiの取り得る最大値から最小値を減算した値をRiとし、選択された親個体の当該パラメータの最大値から最小値を減算した値をQiとする。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the content of the degree of congestion S. In FIG. 8, for ease of illustration, the number of parameters is 2, the number of parent individuals is 3, and the minimum value that can be taken by the parameter is 0. For example, Ri is a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value that can be taken by the parameter Pi, and Qi is a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the parameter of the selected parent individual.

探索の初期段階など、パラメータPiが特定の値に収束しておらず、広く分布している場合にはQiが大きく、Riに近い値であるが、パラメータPiが特定の値の近傍に収束した場合にはQiが小さくなり、0に近づく。   When the parameter Pi does not converge to a specific value and is widely distributed, such as in the initial stage of search, Qi is large and close to Ri, but the parameter Pi has converged in the vicinity of the specific value. In this case, Qi decreases and approaches 0.

そこで、混雑度Sを下記の数式1のように定義する。即ち、パラメータ毎に、親個体のパラメータの最大値から最小値を減算した値Qiを当該パラメータの取り得る最大値から最小値を減算した値Riで除算し、これを全てのパラメータについて平均した値を1から減算した値を混雑度Sとする。nはパラメータの数である。混雑度Sは0から1の間の値をとる。   Therefore, the degree of congestion S is defined as in Equation 1 below. That is, for each parameter, the value Qi obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the parameter of the parent individual is divided by the value Ri obtained by subtracting the minimum value from the maximum value that the parameter can take, and this is an average value for all parameters. A value obtained by subtracting 1 from 1 is defined as a congestion degree S. n is the number of parameters. The congestion degree S takes a value between 0 and 1.

Figure 2008242927
Figure 2008242927

更に、下記の数式2によって混雑度Sから突然変異確率Mを求める。図9は、混雑度Sから突然変異確率Mを求める1次関数を示す説明図である。定数eおよびfは、突然変異確率Mが0から1の範囲に入り、かつ探索速度と探索範囲のバランスがとれるように、実験により決定されるが、例えばeは0.3〜0.5程度、fは0〜0.1程度であってもよい。   Further, the mutation probability M is obtained from the congestion degree S by the following formula 2. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a linear function for obtaining the mutation probability M from the degree of congestion S. The constants e and f are determined by experiment so that the mutation probability M falls within the range of 0 to 1 and the search speed and the search range are balanced. For example, e is about 0.3 to 0.5. , F may be about 0 to 0.1.

Figure 2008242927
Figure 2008242927

S32においては変数iの値を1にセットし、S33においては重心G及び一様分布乱数を用いた下記の数式3より子個体Cを一つ生成する交叉処理を行う。ここで、pは選択された親個体の数、Cは生成される子個体の個体を示すベクトル、Pkは選択された親個体の個体を示すベクトルである。なお、本実施例では選択された親個体の数aはpn+1個であるとする。また、u(0,1)は区間[0,1]の一様分布乱数である。 In S32, the value of the variable i is set to 1, and in S33, a crossover process is performed to generate one child individual C from Equation 3 below using the center of gravity G and the uniform distribution random number. Here, p is the number of selected parent individuals, C is a vector indicating an individual child individual to be generated, and P k is a vector indicating an individual of the selected parent individual. In this embodiment, it is assumed that the number of selected parent individuals a is pn + 1. U (0,1) is a uniformly distributed random number in the interval [0,1].

Figure 2008242927
Figure 2008242927

数式3においては、まず、各親個体のベクトルPkからそれぞれxkを求め、次にCkを順にCaまで求め、最後にxaとCaを加算して子個体Cを求める。 In Equation 3, first, x k is obtained from the vector P k of each parent individual, C k is sequentially obtained up to C a , and finally x a and C a are added to obtain a child individual C.

図7は、調整するパラメータをα、βの2個、個体集団よりランダムに選ばれた親個体の数を3個とした時の交叉処理における探索範囲(子個体の生成範囲)を示す説明図である。重心Gから各親個体P1〜P3までのベクトルをε倍して子個体の生成範囲(図7の外側の三角形の内部)を決定し、その範囲から一様乱数を用いて子個体を生成する。εの推奨値は親個体の数がp個の時、√(p+1)である。なお、パラメータ数が3以上の場合には子個体の生成範囲は複数の超平面によって囲まれた超多面体の内部空間となる。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing a search range (child individual generation range) in the crossover process when the parameters to be adjusted are two, α and β, and the number of parent individuals randomly selected from the individual group is three. It is. The vector from the center of gravity G to each parent individual P1 to P3 is multiplied by ε to determine the generation range of the child individual (inside the outer triangle in FIG. 7), and the child individual is generated from the range using a uniform random number. . The recommended value of ε is √ (p + 1) when the number of parent individuals is p. When the number of parameters is 3 or more, the generation range of the child individual is an internal space of a super polyhedron surrounded by a plurality of hyper planes.

上記の様な交叉方法を用いることで、調整対象となるパラメータが実数値である問題に対してパラメータを陽に扱うことができ、有効な調整を行う事ができる。また、このような交叉手法は変数間の依存性に頑健で、スケールのとり方に依存しないという特徴があり、パラメータ間に依存性が強く、スケーリングが異なるパラメータが多数存在するトランジスタの電気特性モデル関数のパラメータ調整に適している。   By using the crossover method as described above, it is possible to handle the parameter explicitly for the problem that the parameter to be adjusted is a real value, and to perform effective adjustment. In addition, such a crossover method is robust to the dependency between variables, and does not depend on how to set the scale. The electrical characteristic model function of the transistor has a large dependency between parameters and a large number of parameters with different scaling. Suitable for parameter adjustment.

S34においては突然変異処理を行う。図6は、S34の突然変異処理の内容を示すフローチャートである。S40においては、変数iを1にセットする。S41においては、一様分布乱数Rを生成する。S42においては、乱数Rが突然変異確率Mより大きいか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS43に移行するが、肯定の場合にはS44に移行する。   In S34, a mutation process is performed. FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the mutation process of S34. In S40, the variable i is set to 1. In S41, a uniformly distributed random number R is generated. In S42, it is determined whether or not the random number R is greater than the mutation probability M. If the determination result is negative, the process proceeds to S43, but if the determination is affirmative, the process proceeds to S44.

S43においては、更に一様乱数を生成して個体のi番目のパラメータを突然変異させる。即ち、一様乱数を用いて当該パラメータの取り得る範囲内において一様に分布する可能性のある新たなパラメータ値を生成し、個体のi番目のパラメータを上書きする。   In S43, a uniform random number is further generated to mutate the i-th parameter of the individual. That is, a new random parameter value that may be uniformly distributed within a range that the parameter can take is generated using a uniform random number, and the i-th parameter of the individual is overwritten.

S44においては変数iに1を加算し、S45においては変数iが定数pnより大きいか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS41に戻るが、肯定の場合には処理を終了する。   In S44, 1 is added to the variable i. In S45, it is determined whether or not the variable i is greater than the constant pn. If the determination result is negative, the process returns to S41, but if the determination is affirmative, the process ends. .

S35においては変数iに1を加算し、S36においては変数iが定数bより大きいか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS33に戻るが、肯定の場合には交叉処理を終了する。この処理によってb個の子個体が生成される。bは10×pn程度が望ましい。   In S35, 1 is added to the variable i. In S36, it is determined whether or not the variable i is greater than the constant b. If the determination result is negative, the process returns to S33, but if the determination is positive, the crossover process is terminated. To do. This process generates b child individuals. b is preferably about 10 × pn.

以上のようなパラメータ調整処理によって、短時間で高精度のパラメータ調整ができる。そして、物理モデルに当該パラメータを採用することにより、試作をせずに高精度の回路シミュレーションを行うことができるので、半導体素子の製造効率が向上する。   By the parameter adjustment process as described above, highly accurate parameter adjustment can be performed in a short time. Then, by adopting the parameter in the physical model, a highly accurate circuit simulation can be performed without making a prototype, thereby improving the manufacturing efficiency of the semiconductor element.

実施例1においては、母集団からランダムにa個の個体を選択して親個体とする例を開示したが、これだと進化の速度が遅いという問題点がある。また、評価値の高い個体をより高い確率で選択することが考えられるが、この場合には局所解の個体が支配的となり、広域探索機能が低下するという問題点がある。そこで、実施例2においては、上記問題点を解決するために、評価値に基づく選択と2次元配置を用いたランダムな選択を組み合わせて親個体を選択する。   In the first embodiment, an example in which a individual is randomly selected from the population and used as a parent individual has been disclosed, but there is a problem in that the speed of evolution is slow. In addition, it is conceivable to select an individual having a high evaluation value with a higher probability. In this case, however, there is a problem that the individual of the local solution becomes dominant and the wide area search function is deteriorated. Therefore, in the second embodiment, in order to solve the above problem, a parent individual is selected by combining selection based on the evaluation value and random selection using a two-dimensional arrangement.

実施例1と実施例2との差異は、実施例1の図4のS22のランダム選択処理が、実施例2においては、図11の処理に変更されている点であり、その他の処理は同一である。従って、以下に相違点についてのみ説明する。
図11は、実施例2における親個体選択処理の内容を示すフローチャートである。S50においては、母集団の各個体について、評価値から選択確率を算出し、更に当選範囲を決定する。
The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the random selection process of S22 in FIG. 4 of the first embodiment is changed to the process of FIG. 11 in the second embodiment, and other processes are the same. It is. Therefore, only the differences will be described below.
FIG. 11 is a flowchart illustrating the contents of the parent individual selection process according to the second embodiment. In S50, the selection probability is calculated from the evaluation value for each individual of the population, and the winning range is further determined.

図12は、S50の処理例を示す説明図である。図12においては、図示するような評価値を持つ4つの個体が示されている。そこで、まず全個体の評価値の合計(図12においては10+15+5+20=50)で各個体の評価値を除算し選択確率を算出する。例えば個体Aの選択確率は10/50=0.2となる。   FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a processing example of S50. In FIG. 12, four individuals having evaluation values as shown are shown. Therefore, first, the selection probability is calculated by dividing the evaluation value of each individual by the sum of the evaluation values of all the individuals (10 + 15 + 5 + 20 = 50 in FIG. 12). For example, the selection probability of the individual A is 10/50 = 0.2.

次に、各個体について、当該個体より前の個体の選択確率を合算した値を下限、この下限に当該個体の選択確率を加算した値を上限とする当選範囲を算出する。この当選範囲は、0から1の間を各個体の評価値に比例した長さで重複無く区切ったものとなる。   Next, for each individual, a winning range is calculated with a value obtained by adding the selection probabilities of the individuals prior to the individual as a lower limit, and a value obtained by adding the selection probability of the individual to the lower limit as an upper limit. In this winning range, the range between 0 and 1 is divided without overlap by a length proportional to the evaluation value of each individual.

S51においては、変数iを1にセットする。S52においては、区間(0,1)において一様分布する乱数を生成する。S53においては、乱数値が当選範囲内に含まれる個体を当選個体とする。例えば図12において、乱数値が0.4であれば個体Bの当選範囲0.2〜0.5の内にあるので、個体Bを当選個体とする。   In S51, the variable i is set to 1. In S52, random numbers uniformly distributed in the interval (0, 1) are generated. In S53, an individual whose random value is included in the winning range is determined as a winning individual. For example, in FIG. 12, if the random value is 0.4, the individual B is within the winning range of 0.2 to 0.5, and therefore the individual B is selected as the winning individual.

S54においては、すでに当選した個体と重複しているか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS55に移行するが、肯定の場合にはS52に戻る。S55においては、当選個体としてリストに記憶する。S56においては、変数iに1を加算し、S57においては、変数iが所定の定数hより大きいか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS52に移行するが、肯定の場合にはS58に移行する。hは例えば最終的に選択される親個体数aの1/n(nは2以上の整数)である。   In S54, it is determined whether or not the selected individual already overlaps. If the determination result is negative, the process proceeds to S55, but if the determination is affirmative, the process returns to S52. In S55, the winning individual is stored in the list. In S56, 1 is added to the variable i. In S57, it is determined whether or not the variable i is larger than a predetermined constant h. If the determination result is negative, the process proceeds to S52. Goes to S58. For example, h is 1 / n of the number of parent individuals a to be finally selected (n is an integer of 2 or more).

S58においては、母集団の全ての個体をランダムに2次元に配置する。S59においては、変数iを1にセットし、S60においては、i番目の当選個体を含む所定の大きさの長方形の内部に存在する個体を親個体として選択する。   In S58, all individuals in the population are randomly arranged in two dimensions. In S59, the variable i is set to 1, and in S60, an individual existing inside a rectangle having a predetermined size including the i-th selected individual is selected as a parent individual.

図13は、S60の処理の内容を示す説明図である。個体は2次元の大きな長方形を埋めるようにランダムに(図13では横10個×縦6個)に配置されており、当選個体50を含む所定の大きさの長方形52(図13では当選個体が左上に位置し、2×2=4個の個体が入る正方形)に含まれる個体全て50、51を親個体として選択する。なお、当選個体50が縁にあり、長方形52が2次元配置から突出する場合には、図13に示すように、長方形を2次元配置の反対側の辺に折り返して個体を選択する。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the contents of the process of S60. Individuals are randomly arranged so as to fill a two-dimensional large rectangle (in FIG. 13, 10 horizontal × 6 vertical), and a rectangle 52 of a predetermined size including the winning individual 50 (in FIG. All the individuals 50 and 51 included in the upper left corner and a square of 2 × 2 = 4 individuals are selected as parent individuals. When the winning individual 50 is at the edge and the rectangle 52 protrudes from the two-dimensional arrangement, the individual is selected by folding the rectangle to the opposite side of the two-dimensional arrangement as shown in FIG.

S61においては、iに1を加算し、S62においては、変数iが所定の定数hより大きいか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはS60に移行するが、肯定の場合にはS63に移行する。長方形52の縦および横の長さは個体間隔の整数倍であれば任意であり、最終的に選択される親個体数は前記した定数h×(長方形内の個体数)となる。従って、親個体数が所望の数に近くなるように、定数hおよび長方形52の縦、横の長さを決定する。S63においては、重複している個体を排除する。   In S61, 1 is added to i. In S62, it is determined whether or not the variable i is larger than a predetermined constant h. If the determination result is negative, the process proceeds to S60. The process proceeds to S63. The vertical and horizontal lengths of the rectangle 52 are arbitrary as long as they are integer multiples of the individual interval, and the number of parent individuals to be finally selected is the above-described constant h × (number of individuals in the rectangle). Accordingly, the constant h and the vertical and horizontal lengths of the rectangle 52 are determined so that the number of parent individuals is close to the desired number. In S63, duplicate individuals are eliminated.

以上のような処理によって、評価値の高い個体が選択される確率を高くすると共に、評価値の低い個体も一定の確率で選択することができ、最適解に近づく速度の向上と広域探索による局所解からの離脱可能性の向上を両立させることができる。   Through the processing described above, the probability that an individual with a high evaluation value will be selected can be increased, and an individual with a low evaluation value can be selected with a certain probability. It is possible to simultaneously improve the possibility of leaving from the solution.

以上実施例を説明したが、本発明の遺伝的アルゴリズム実行装置には以下のような変形例も考えられる。混雑度は複数のパラメータの混雑度の平均を求めて使用する例を開示したが、混雑度を各パラメータ毎に求め、この混雑度に基づき、パラメータ毎に異なる突然変異確率を求めて、パラメータ毎に突然変異処理を行ってもよい。   Although the embodiments have been described above, the following modifications may be considered for the genetic algorithm execution apparatus of the present invention. Although an example in which the degree of congestion is calculated by using the average of the degrees of congestion of multiple parameters is disclosed, the degree of congestion is obtained for each parameter, and based on this degree of congestion, a different mutation probability is obtained for each parameter. Mutation processing may be performed.

実施例においては、突然変異に関するパラメータe、fは定数とする例を開示したが、これらのパラメータを探索の初期段階、中盤、最終段階に応じて動的に変化させてもよい。例えば初期段階においては、広域探索機能を強化するためにパラメータe、fの値を大きめにし、中盤以降は探索速度を早くするためにパラメータe、fの値を小さくしてもよい。   In the embodiment, an example has been disclosed in which the parameters e and f relating to mutation are constants. However, these parameters may be dynamically changed according to the initial stage, middle stage, and final stage of the search. For example, in the initial stage, the values of the parameters e and f may be increased in order to enhance the wide area search function, and the values of the parameters e and f may be decreased in order to increase the search speed after the middle stage.

探索の終盤においては、遺伝的アルゴリズムから例えば公知のPowell法あるいはその他の公知の局所的探索法に切り替えてもよい。終盤において探索方法を切り替えることにより、パラメータ調整時間がより短縮する。   At the end of the search, the genetic algorithm may be switched to, for example, the known Powell method or other known local search methods. By switching the search method at the end, the parameter adjustment time is further shortened.

本発明は、トランジスタの物理モデルを使用した、LSI製造ラインにおいて製造する各種LSIのシミュレーションを行うパラメータ調整装置をはじめ、遺伝的アルゴリズムを使用する任意の装置に適用できる。   The present invention can be applied to any apparatus that uses a genetic algorithm, including a parameter adjustment apparatus that uses a physical model of a transistor to simulate various LSIs manufactured in an LSI manufacturing line.

本発明を適用したパラメータ調整装置を使用してシミュレーションを行う場合の全体の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole procedure in the case of performing a simulation using the parameter adjustment apparatus to which this invention is applied. 本発明を実施するためのコンピュータシステムのハードウェア構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware structural example of the computer system for implementing this invention. 本発明の交叉、突然変異処理の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the crossover of this invention, and a mutation process. 遺伝的アルゴリズムを使用したパラメータ調整(フィッティング)処理を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the parameter adjustment (fitting) process using a genetic algorithm. S23の交叉、突然変異処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the crossover of S23, and a mutation process. S34の突然変異処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the mutation process of S34. 交叉処理における子個体の生成範囲を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the production | generation range of the child individual in a crossover process. 混雑度Sの内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of the congestion degree. 混雑度Sから突然変異確率Mを求める1次関数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the linear function which calculates | requires the mutation probability M from the congestion degree S. FIG. 試作するトランジスタの形状の選択方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the selection method of the shape of the transistor to test. 実施例2における親個体選択処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the parent individual selection process in Example 2. FIG. S50の処理例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process example of S50. S60の処理の内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of the process of S60.

符号の説明Explanation of symbols

20…母集団
21…親個体
22…変位確率算出処理
23…交叉、突然変異処理
24…子個体
25…評価値算出、上位選択処理
26…上位子個体
28…上位選択処理
29…上位個体
20 ... Population 21 ... Parent individual 22 ... Displacement probability calculation process 23 ... Crossover and mutation process 24 ... Child individual 25 ... Evaluation value calculation, upper selection process 26 ... Upper child individual 28 ... Upper selection process 29 ... Upper individual

Claims (7)

複数の個体の収束状態を示す混雑度を求める混雑度算出手段と、
前記混雑度から突然変異確率を決定する突然変異確率決定手段と、
前記突然変異確率に基づき、前記子個体の遺伝子情報に突然変異処理を施す突然変異処理手段と
を備えたことを特徴とする遺伝的アルゴリズム実行装置。
A congestion degree calculating means for obtaining a congestion degree indicating a convergence state of a plurality of individuals;
A mutation probability determining means for determining a mutation probability from the degree of congestion;
A genetic algorithm execution device comprising: mutation processing means for performing mutation processing on gene information of the offspring based on the mutation probability.
前記混雑度算出手段は、遺伝子情報であるパラメータ毎に、親個体のパラメータの最大値から最小値を減算したものを当該パラメータの取り得る最大値から最小値を減算した値で除算し、これを全てのパラメータについて平均した平均値を求め、1から前記平均値を減算した値を前記混雑度とすることを特徴とする請求項1に記載の遺伝的アルゴリズム実行装置。   The degree-of-congestion calculation means divides, for each parameter that is genetic information, a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the parent individual parameter by a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value that can be taken by the parameter. The genetic algorithm execution device according to claim 1, wherein an average value obtained by averaging all parameters is obtained, and a value obtained by subtracting the average value from 1 is set as the congestion degree. 更に、
母集団から所定個数だけ親個体を選択して前記複数の親個体とする親個体選択手段と、
前記複数の親個体から複数の子個体を生成する子個体生成手段と、
前記子個体生成手段が生成した複数の子個体について評価値を算出する評価値算出手段と、
前記複数の子個体の中から評価値の良い所定個数の個体を選択する子個体選択手段と、
親個体の母集団からランダムに所定個数だけ親個体を取り出す親個体取り出し手段と、
前記子個体選択手段によって選択された子個体および前記親個体取り出し手段によって取り出された親個体の中から評価値の良い所定個数の個体を選択して、前記母集団に加える上位個体選択手段と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の遺伝的アルゴリズム実行装置。
Furthermore,
A parent individual selection means for selecting a predetermined number of parent individuals from a population and making the plurality of parent individuals,
A child individual generating means for generating a plurality of child individuals from the plurality of parent individuals;
Evaluation value calculating means for calculating an evaluation value for a plurality of child individuals generated by the child individual generating means;
A child individual selecting means for selecting a predetermined number of individuals having a good evaluation value from the plurality of child individuals;
A parent individual extraction means for extracting a predetermined number of parent individuals at random from the parent individual population;
Selecting a predetermined number of individuals having a good evaluation value from the child individuals selected by the child individual selecting means and the parent individuals extracted by the parent individual extracting means, and adding to the population an upper individual selecting means. The genetic algorithm execution device according to claim 1, further comprising:
前記子個体生成手段は、親個体の遺伝子情報によって表されるベクトル空間における重心を求め、前記重心および親遺伝子情報の値から定められるベクトル空間上の超多面体の内部に子個体群の生成範囲を決定する生成範囲決定手段を備えたことを特徴とする請求項3に記載の遺伝的アルゴリズム実行装置。   The child individual generation means obtains the center of gravity in the vector space represented by the gene information of the parent individual, and sets the generation range of the child individual group within the super polyhedron on the vector space determined from the value of the center of gravity and the parent gene information. 4. The genetic algorithm execution device according to claim 3, further comprising a generation range determination means for determining. 前記親個体選択手段は、評価値のよい個体ほど選択される確率が大きくなるように所定個数の個体を選択する重み付け選択手段と、
母集団の個体をランダムに2次元配列し、前記重み付け選択手段によって選択された個体およびこの個体と隣接する個体を所定個数選択する2次元選択手段と
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の遺伝的アルゴリズム実行装置。
The parent individual selection means is a weight selection means for selecting a predetermined number of individuals so that an individual with a better evaluation value has a higher probability of being selected;
4. The apparatus according to claim 3, further comprising: a two-dimensional selection unit that randomly two-dimensionally arranges individuals of a population and selects a predetermined number of individuals selected by the weight selection unit and individuals adjacent to the individual. The genetic algorithm execution device described.
半導体素子の物理モデルの複数のパラメータのそれぞれを遺伝子とする個体を定義し、試作された半導体素子の特性測定データに基づき、遺伝的アルゴリズムを使用してパラメータを最適化するパラメータ調整手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の遺伝的アルゴリズム実行装置。   A parameter adjustment means is provided that defines an individual having each of a plurality of parameters of a physical model of a semiconductor device as a gene and optimizes the parameter using a genetic algorithm based on the characteristic measurement data of the prototyped semiconductor device. The genetic algorithm execution device according to claim 1, wherein: 複数の親個体の収束状態を示す混雑度を求めるステップと、
前記混雑度から突然変異確率を決定するステップと、
前記複数の親個体から子個体を生成するステップと、
前記突然変異確率に基づき、前記子個体の遺伝子情報に突然変異処理を施すステップと
を含むことを特徴とする遺伝的アルゴリズム実行方法。
Obtaining a degree of congestion indicating a convergence state of a plurality of parent individuals;
Determining a mutation probability from the degree of congestion;
Generating a child individual from the plurality of parent individuals;
Applying a mutation process to the gene information of the offspring individual based on the mutation probability.
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