【摘要】：演化硬件(Evolvable Hardware,EHW)作為一個新的發(fā)展領(lǐng)域,能夠像生物一樣根據(jù)外部復雜環(huán)境的變化,自動實時的調(diào)整電路內(nèi)部的結(jié)構(gòu),通過進化實現(xiàn)電路的自組織、自修復和自適應(yīng)等功能。這項技術(shù)的發(fā)展能夠很好的解決在太空、強輻射、深海等人類難以到達、難以進行人工修復的惡劣環(huán)境下的故障處理等問題。電路進化設(shè)計是演化硬件的關(guān)鍵技術(shù)之一,是目前演化硬件技術(shù)研究的熱點。電路進化設(shè)計的研究主要包括演化算法(Evolutionary Algorithm,EA)和可編程邏輯器件(Programmable Logic Device,PLD)�；趥鹘y(tǒng)笛卡爾遺傳規(guī)劃,采用一維向量編碼方案對電路進化設(shè)計時,易出現(xiàn)早熟、收斂速度慢等問題。本文采用二維矩陣編碼方案、逐步降維模塊化分解法進行電路進化設(shè)計研究。主要的研究內(nèi)容:(1)研究了(?(10)?)演化策略中種群規(guī)模大小、變異率_cP等參數(shù)與收斂速度的關(guān)系。結(jié)果表明,當種群規(guī)模小于5時,隨著種群規(guī)模的增大進化代數(shù)很快減少,當種群規(guī)模大于5時,種群規(guī)模增加進化代數(shù)減少緩慢;變異率在_cP(28).006左右時,進化代數(shù)較少。(2)分別采用一維向量編碼方案和二維矩陣編碼方案研究了連接度L與收斂速度、連接度L與激活節(jié)點之間的關(guān)系,研究了可編程邏輯單元數(shù)與收斂速度、可編程邏輯單元數(shù)與激活節(jié)點之間的關(guān)系。結(jié)果表明,連接度L越大,收斂速度快,所用激活節(jié)點數(shù)越少;可編程邏輯單元數(shù)只有取合適的值時,進化代數(shù)少,收斂速度快。與一維向量編碼比較,采用二維矩陣編碼方案進行電路進化設(shè)計時收斂速度更快。(3)針對多目標電路提出了逐步降維模塊化分解法,并采用二維矩陣編碼方案對多目標電路進化設(shè)計進行研究。該方法能有效地降低電路進化設(shè)計的復雜程度,提高電路進化設(shè)計的收斂速度。
【學位授予單位】：河北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN702
【圖文】：

采用 N R Cp個可編程邏輯節(jié)點，每一個可編程邏輯單元稱為可編程單元邏輯節(jié)點，每個可編程邏輯單元代表一個基本的功能邏輯門，可編程邏輯單元的圖 2.1 CGP 編碼方案

以二位乘法器為目標電路，對笛卡爾遺傳規(guī)劃編碼方案進行簡單介紹。二位乘法器有 4 個終端輸入，4 個終端輸出，則 4,4ioN N 。選取 12 個可編程邏輯單元 12N ，節(jié)點數(shù) 16M N N ，節(jié)點編號 0~15，染色體基因長度圖 2.3 染色體基因型編碼形式

其中1234A AAA是 4 個終端輸入，1234O OOO是 4 個終端輸出。終端輸入和終端輸出之間是 1 行 12 列的可編程邏輯單元，每一個可編程邏輯單元由 3 個基因組成，自左向右，第一位基因是功能基因，取值為 0~5，代表 6 種不同的功能。圖 2.4 二位乘法器基因編碼

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4 羅顯志;王W

本文編號：2793761