چشم یکی از اعضای مهم در بدن انسان و اغلب جانداران است. عضوی حیاتی که سال ها است مورد مطالعه مهندسان و بیولوژیست ها و متخصصان حوزه پزشکی قرار گرفته است. چشم انسان و بسیاری از حیوانات دارای بخش هایی است که عموماً از نظر عملکردی مشابه هستند. یکی از این بخش ها شبکیه است. شبکیه (رتینا) یک لایه نازک است که داخلی ترین لایه چشم انسان محسوب می شود. این لایه نازک حاوی تعداد بسیار زیادی از سلول های عصبی از جمله سلول های حساس به نور می باشد که می توانند تصاویر را دریافت و سازماندهی کنند. پس از دریافت و سازماندهی اطلاعات، شبکیه این اطلاعات را از طریق سلول های عصبی به نورون های مغزی منتقل می کند. مغز انسان متشکل از واحد های پایه ایی به نام نورون (سلول عصبی) می باشد. این سلول ها اطلاعات را از بخش های مختلف بدن از جمله شبکیه (رتینا) دریافت می کنند و پس از پردازش نتایج را به اندام مورد نظر ارسال می کنند. مکانیزم پردازش اطلاعات به این صورت است که شبکیه جریان الکترومغناطیسی نور دریافتی را به یک پیام عصبی تبدیل می کند و آن را از طریق اعصاب بینایی به نورون های مغزی منتقل می کند و به این ترتیب به مغز توانایی دیدن را می دهد. سلول های گیرنده نور در شبکیه دو نوع می باشند: اول سلول های مخروطی هستند که رنگ ها را در فضای روشن برای مغز نمایان می کنند و دوم سلول های استوانه ایی که در تاریکی این امر را امکان پذیر می کنند. برای توصیف رفتار و عملکرد واقعی شبکیه می توانیم از مدل سازی ریاضی استفاده کنیم. این مدل سازی ریاضی بر مبنای معادلات دیفرانسیل مرتبه اول ارائه می شوند که بخش های مختلف رفتار سلول های شبکیه را شامل می شود. بر اساس معادلات ریاضی ارائه شده می توانیم سخت افزاری را به صورت دیحیتالی ارائه دهیم که همان رفتار های مشابه را برای ما محقق کند. در این زمینه هزینه پیاده سازی سخت افزاری، سرعت پردازش سیستم و حجم مدار دیجیتالی نهایی از اهمیت بالایی برخوردار است. این پایان نامه به بررسی امکان پیاده سازی سخت افزاری مدل های ریاضی موجود و بهینه سازی سخت افزاری آنها می پردازد. معیارهای مختلفی برای ارزیابی این کار وجود دارد که سعی خواهد شد مدل پیاده سازی شده مصالحه ای بین این معیارها برقرار نماید.
