Implementación sobre hardware reconfigurable de una arquitectura no determinista, paralela y distribuida de alto rendimiento, basada en modelos de computación con membranas

Abstract

En este documento se presenta el trabajo de tesis doctoral realizado dentro del Programa de Doctorado “Informática Industrial” del Departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad de Sevilla. Recoge la investigación centrada en el desarrollo de una implementación en hardware reconfigurable, FPGA, de modelos de computación basados en membranas, también denominados sistemas P. Estos sistemas, de inspiración biológica, son de reciente creación, y tienen aplicaciones directas en procesos de simulación, especialmente de sistemas y procesos biológicos. Se engloban dentro de la computación natural, y se trata de modelos paralelos maximales orientados a máquinas. Este hecho supone un desafío en el desarrollo de implementaciones hardware, ya que es precisa la generación de un diseño diferente para cada problema, incluso para cada instancia. Como consecuencia directa, es necesario el desarrollo de una arquitectura hardware dedicada parametrizada, junto con un desarrollo software, que analice los sistemas de entrada y, en base a sus características, construya un diseño sintetizable dedicado para esa instancia concreta. Además, al ser la disciplina de reciente creación, existen distintos tipos de sistemas P, por lo que es preciso un análisis previo, seguido de una selección, con el propósito de implementar el mayor subconjunto posible de los mismos.