Implementación de autómatas celulares en una tarjeta FPGA
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Resumen
El objetivo de este trabajo es utilizar el modelo de autómata celular en una aplicación específica en una tarjeta FPGA para explorar y visualizar comportamientos complejos. Los autómatas celulares son modelos matemáticos que simulan el comportamiento de sistemas dinámicos mediante reglas locales aplicadas en un espacio geométrico específico. Pueden generar patrones complejos a partir de interacciones simples, lo que los hace útiles para modelar fenómenos naturales y sociales. Una de sus principales ventajas es su capacidad de procesar datos en paralelo, reduciendo el tiempo de simulación en comparación con los enfoques secuenciales. Esto permite simular comportamientos complejos en lapsos de tiempo muy pequeños. Estudiar sistemas dinámicos autónomos en un hardware reconfigurable ofrece una gran cantidad de aplicaciones prácticas en la ingeniería computacional y de software. La arquitectura paralela y reconfigurable de los FPGA’s es ideal para explorar aplicaciones avanzadas de autómatas celulares con modificaciones en diseño y reglas de transición, que puede abordar problemas en áreas como criptografía y simulación de sistemas distribuidos.
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Citas
[2] Benoso, B. L., & Yáñez Márquez, C. “Autómatas celulares alfa-beta”. Computación y Sistemas, 16(4), 471–479. (2012). https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=61524670009
[3] Jiménez, E., Chávez, T., & Garrocho, C. “Modelando la expansión urbana con autómatas celulares: aplicación de la Estación de Inteligencia Territorial (Christaller)”. Geografía y Sistemas de Información Geográfica, Geosig, 12, 1-26. (2018). https://acortar.link/7gMbwZ
[4] Dario, I., & Vega, L. “AUTÓMATAS CELULARES EVOLUCIONADOS SOBRE FPGA” [Pontifica Universidad Javeriana Bogotá]. (2012). https://repository.javeriana.edu.co/bitstream/handle/10554/12733/LadinoVegaIvanDario2012.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[5] Kirkeby, M. H., & Schoeberl, M. “Towards Comparing Performance of Algorithms in Hardware and Software”. (2022). http://arxiv.org/abs/2204.03394
[6] Martin, B., & Solé, P. “Pseudo-random Sequences Generated by Cellular Automata”. (2008). pp. 401–410. https://hal.science/hal-00305407v1
[7] Raúl Rechtman. “Una introducción a autómatas celulares”. Ciencias, 24, pp- 23–29. (1991). https://www.revistacienciasunam.com/es/172-revistas/revista-ciencias-24/1572-una-introducci%C3%B3n-a-aut%C3%B3matas-celulares.html
[8] Rojas, A. C., & Rojas Matas, Á. “Autómatas celulares y aplicaciones”. UNIÓN Revista Iberoamericana de Educación Matemática, 46, pp. 33–48. (2016). www.fisem.org/web/unionhttp://www.revistaunion.org
[9] Smilkstein, T., Tati, K. K., Barve, P., Hai, M. L., Sajjapongse, K., & Sharma, D. K. “An evolutionary algorithm testbed for quick implementation of algorithms in hardware”. In 2009 IEEE Workshop on Evolving and Self-Developing Intelligent Systems (pp. 51-57). IEEE. (2009). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-48302-1_31
[10] Jiménez-López, E., & López-Rivera, L. A. “Artificial neural networks in the application of the growth of the urban sprawl”. Pädi Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI, 11(21), 109-119. 2023. DOI: https://doi.org/10.29057/icbi.v11i21.10565
[11] Jiménez López, E. “Deep Learning in the Expansion of the Urban Spot”. In Study of Complex Systems and their Applications Conference (pp. 37-51). Cham: Springer Nature Switzerland. 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-51224-7_3
[12] Jiménez-López, E. “Inverse filter in the growth of urban sprawl with cellular automata model”. In Complex Systems and Their Applications: Second International Conference (EDIESCA 2021) (pp. 231-247). Cham: Springer International Publishing. 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-02472-6_12
[13] Jiménez López, E. Cadenas de Markov espaciales para simular el crecimiento del Área Metropolitana de Toluca, 2017-2031. Economía, sociedad y territorio, 19(60), 109-140. (2019). DOI: https://doi.org/10.22136/est20191324
[14] Sanfélix, S. A., Camps, M. B., & Christodoulou, M. “Landscape Design Methodology: Pattern Formation Through the Use of Cellular Automata”. Temes de Disseny, (35), 26-41. (2019). DOI: https://doi.org/10.46467/TdD35.2019.26-41
[15] Terasic Technologies. DE0-CV user manual. Recuperado de [https://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&CategoryNo=163&No=921&PartNo=4]
[16] Schkufza, E., Wei, M., & Rossbach, C. J. “Just-in-time compilation for verilog: A new technique for improving the FPGA programming experience”. In Proceedings of the Twenty-Fourth International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (pp. 271-286). (2019). DOI: https://doi.org/10.1145/3297858.3304010
[17] Costa, D. G. “Visual sensors hardware platforms: A review”. IEEE Sensors Journal, 20(8), 4025-4033. (2019). DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2019.2952447
http://orcid.org/0009-0007-6489-6618