數(shù)字電路多目標(biāo)進化設(shè)計研究.pdf

1、進化硬件(Evolvable Hardware,EHW)又稱仿生硬件,是一種能根據(jù)外部環(huán)境的變化而自主地、動態(tài)地改變自身的結(jié)構(gòu)和行為以適應(yīng)其生存環(huán)境的硬件電路,具有自組織、自適應(yīng)和自修復(fù)能力?；谶@種優(yōu)良特性,進化硬件技術(shù)在電路設(shè)計、自動控制、容錯系統(tǒng)、模式識別與人工智能、機器人、太空和深海探索等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 針對目前進化硬件存在的電路規(guī)模較小的問題,本文研究了一種適合進化較大規(guī)模數(shù)字電路的多目標(biāo)進化設(shè)計方法,

2、進一步研究了異構(gòu)冗余系統(tǒng)多目標(biāo)進化設(shè)計方法,設(shè)計出規(guī)模更大、結(jié)構(gòu)更優(yōu)、容錯能力更強的異構(gòu)冗余容錯系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)研究了一種基于真值表分離置換技術(shù)的進化設(shè)計方法。該方法采用多級分解進化思想,對真值表變量進行分離,并將真值表置換成新的真值子表,使復(fù)雜電路分解成多級簡單子電路,進而構(gòu)造規(guī)模更大的數(shù)字電路。實驗結(jié)果表明,新方法能夠有效進化出較大規(guī)模的數(shù)字電路。
　　 (2)研究了數(shù)字電路多目標(biāo)進化設(shè)計

3、方法。以電路功能、使用資源和時延為設(shè)計優(yōu)化目標(biāo),采用真值表輸入變量尋優(yōu)排序策略,在多目標(biāo)進化算法中引入約束法、小生境法以及最優(yōu)個體存檔法,實現(xiàn)了數(shù)字電路的多目標(biāo)進化設(shè)計。實驗結(jié)果表明,新方法能夠進化出資源更少、時延更短的數(shù)字電路。
　　 (3)研究了異構(gòu)冗余數(shù)字系統(tǒng)多目標(biāo)進化設(shè)計方法。針對現(xiàn)有異構(gòu)評價方法的不足,設(shè)計了合理有效的基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的異構(gòu)評價策略,利用多目標(biāo)遺傳算法,設(shè)計出容錯性能更好的異構(gòu)冗余系統(tǒng)。
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