Síntesis automática de circuitos digitales con restricciones de potencia

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.70577/cn9jyt30

Palabras clave:

síntesis automática, circuitos digitales, restricciones de potencia, eficiencia energética, FPGA, inteligencia artificial.

Resumen

La creciente demanda de sistemas electrónicos de alto desempeño ha intensificado la necesidad de diseñar circuitos digitales con menor consumo energético, especialmente en aplicaciones como IoT, sistemas embebidos y procesamiento inteligente, donde las restricciones de potencia representan una limitación crítica. El objetivo de esta investigación fue analizar la síntesis automática de circuitos digitales bajo restricciones de potencia, evaluando su impacto en el consumo energético, el uso de recursos lógicos y el rendimiento computacional. Se aplicó una metodología cuantitativa de tipo explicativa, con diseño no experimental, basada en el análisis de 185 registros técnicos provenientes de organismos internacionales, fabricantes de semiconductores y plataformas de simulación FPGA y herramientas EDA. Se utilizaron técnicas estadísticas como correlación de Pearson, regresión lineal múltiple, ANOVA y Alfa de Cronbach.

Los principales resultados evidenciaron que los modelos de síntesis basados en inteligencia artificial redujeron el consumo energético hasta en 41.38 %, optimizaron el uso de LUTs y disminuyeron la temperatura operativa del sistema. Asimismo, se identificó una alta correlación entre el uso de recursos lógicos y el incremento del consumo energético, confirmando la influencia directa de la complejidad estructural en la eficiencia del circuito. En consecuencia, la síntesis automática con restricciones de potencia permite generar arquitecturas digitales más eficientes y sostenibles.

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Referencias

Amézquita, N., Gómez, J., & Rincón, A. (2023). Preliminary approach for UAV-based multi-sensor platforms directed to low energy consumption. Ingeniería, 28(3).

Cabrera, A., Leyva, J., & Hernández, R. (2021). Módulo de inferencia difuso con base de conocimientos implementado en VHDL. Revista de Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, 42(2), 34–45.

Enríquez, L., Pérez, M., & Hernández, J. (2023). Implementación y evaluación de la eficiencia del algoritmo CORDIC en FPGA. Pädi Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI, 11(Especial 4). https://doi.org/10.29057/icbi.v11iEspecial4.11385

García, C., Bermúdez, C., Tlelo, E., & Campos, E. (2023). FPGA implementation of a chaotic map with no fixed point. Electronics, 12(2), 444. https://doi.org/10.3390/electronics12020444

Guerra, Y., Ramírez, A., Hernández, A., & Rojas, N. (2022). Implementación hardware software de un sistema de estimación de DOA con súper resolución. Revista de Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, 43(1), e2202.

Hernández, R., Fernández, C., & Baptista, P. (2022). Metodología de la investigación (7.ª ed.). McGraw-Hill.

Kumar, S., Singh, R., & Patel, M. (2023). Power-aware design techniques for FPGA-based systems. Microelectronics Journal, 130, 105350.

Li, H., Zhang, Y., & Chen, X. (2022). Machine learning-based power estimation in digital circuits. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 41(8), 2456–2467.

Lin, J., Wang, Z., & Liu, Y. (2022). Early-stage power prediction for high-level synthesis design. ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems, 27(3), 1–21.

Martínez, J., & Gómez, L. (2021). Automatización del diseño digital y eficiencia energética en sistemas VLSI modernos. Ingeniería y Tecnología Electrónica, 11(4), 112–129.

Muñoz, P., Ramírez, C., & Gómez, L. (2023). Implementación en hardware para la medición de variables físicas mediante FPGA. Sapientía, 15(2).

Pasandi, M., Venkatesan, R., & Prasanna, V. (2021). Approximate logic synthesis for energy-efficient computing. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems, 29(5), 901–914.

Pérez, R., Molina, J., & Herrera, S. (2023). Inteligencia artificial aplicada a herramientas EDA para optimización energética en circuitos digitales. Revista Latinoamericana de Microelectrónica, 9(1), 33–49.

Rodríguez, C., & Herrera, P. (2022). Algoritmos metaheurísticos aplicados al diseño automático de FPGA de bajo consumo energético. Revista Científica de Sistemas Digitales, 7(2), 58–74.

Roy, K., Mukhopadhyay, S., & Mahmoodi, M. (2022). Leakage current mechanisms and techniques for low-power VLSI design. Proceedings of the IEEE, 110(2), 184–206.

Sánchez, D., Morales, F., & Ruiz, T. (2022). Desarrollo de hardware eficiente en América Latina: tendencias en diseño automatizado de circuitos. Revista Tecnológica Latinoamericana, 16(1), 91–108.

Sandoval, J., Herrera, J., Laguna, G., & Álvarez, J. (2023). Análisis numérico de atan2() para sistemas embebidos. Computación y Sistemas, 27(1), 79–93.

Sarramone, L., Vázquez, M., & Leiva, L. (2022). Implementación eficiente de controladores difusos en FPGA basados en síntesis de alto nivel. Elektron, 6(1), 20–28.

Wang, Z., Zhang, X., & Lee, D. (2021). Power optimization techniques in nanoscale CMOS circuits. IEEE Access, 9, 112345–112360.

Yang, S., Kim, H., & Park, J. (2022). FPGA resource utilization and power consumption correlation analysis. Microprocessors and Microsystems, 90, 104485.

Zhang, Y., Liu, Q., & Zhao, H. (2021). Multi-objective optimization in digital circuit design. Integration, the VLSI Journal, 78, 45–60.

Descargas

Publicado

2025-09-07

Cómo citar

Barreto Alvarez, J. Z. . (2025). Síntesis automática de circuitos digitales con restricciones de potencia. Innovación Integral, 2(3), 56-75. https://doi.org/10.70577/cn9jyt30

Artículos similares

11-20 de 119

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.