[發明專利]算術處理設備、算術處理程序和算術處理方法

在審

• 申請號: 202011288411.7
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112987562A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 角田有紀人;石原輝雄
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G06N3/08;G06N3/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;喬圖

提供了算術處理設備、算術處理程序和算術處理方法。算術處理設備包括確定單元。確定單元被配置成：基于針對第一代中的多個個體中的每個個體的適應度計算的計算完成的預定基準，從多個個體中確定不進化為第二代的個體的個體，第二代是第一代的下一代；以及確定使所確定的個體進化為第二代的下一代或第二代的后續代的個體。

技術領域

本文討論的實施方式涉及算術處理單元、算術處理程序和算術處理方法。

背景技術

已知遺傳算法(GA)(例如，參見PTL 1)作為進化計算(EC)之一。根據遺傳算法，例如，輸入值被轉換為位序列且被隨機生成。然后，(通過保留具有良好特性的輸入值)選擇輸入值，并對輸入值重復進行交叉和變異以找到最佳輸入值。

已知一種應用GA來設計最佳結構的技術。為了獲取最佳結構，要執行適應度評估(性能評估)。為了執行適應度評估，要獲取與設計的結構對應的強度分布。為了獲取強度分布，要計算滿足本征解條件的本征解。

例如，基于表達式(1)獲取要用于最佳地設計光學表面聲波(SAW)濾波器的SiO₂層的結構的SAW強度分布。為了獲取SAW強度分布，要計算滿足由表達式(2)表示的本征解條件的本征解。在此示例中，為了獲取合適的SAW強度分布，要計算在兩個無限遠處都收斂為零(B₁＝0，A_n＝0)的本征解。

[表達式(1)]

SAW強度分布S(z)：

i：層編號

[表達式(2)]

本征解條件

并且A₁＝1，B₁＝0，A_n＝0

GA用于最佳地設計光學表面聲波(SAW)濾波器的SiO₂層的結構。圖12是示出SiO₂層定位的最佳結構的設計的參考示例的圖。如圖12所示，光學SAW濾波器從光學波分復用信號中提取具有特定波長的信號。光學SAW濾波器的優化的目的是使光學信令信道上的SAW強度A_L最大化，并且使SAW強度的偏移量與波長之比(SAW移動距離La/Lb)最大化。可以通過定位SiO₂層來實現優化的這些目的。

圖13是示出通過GA進行的SiO₂層的結構設計的流程圖的參考示例的圖。如圖13所示，算術處理單元生成第一代的基因(步驟S110)。算術處理單元將光學SAW濾波器的表面劃分成均具有預定長度的區域，并且通過對SiO₂層使用“1”且對除SiO₂層以外的區域使用“0”來對區域進行編碼。

算術處理單元獲得與基因對應的結構作為輸入值x_km(S120)。k指示代數，而m指示該代數內的輸入值編號。

算術處理單元例如通過使用有限元方法(FEM)來計算輸入值x_km中的每個輸入值的本征操作模式(S130)。用于求解使h(z)等于零的等式的條件是本征解g(z)。因為h(z)取決于結構，所以它根據輸入值x_km而變化。如果本征解的可能范圍是z可能取的1000個點，則算術處理單元在所有1000個點中搜索本征解和本征操作模式。因此，算術處理單元確定本征解和本征操作模式。換句話說，例如，將使h(z)等于零的點z確定為本征解g(z)。基于本征解確定作為本征操作模式的SAW強度分布。