【摘要】： 進化硬件(Evolvable Hardware, EHW)是將進化計算技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)(特別是電子系統(tǒng))內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計、調(diào)整、實時自適應(yīng)等方面,以實現(xiàn)復(fù)雜電路的自動化設(shè)計和顯著提高電子系統(tǒng)的自適應(yīng)和容錯能力。本文研究內(nèi)容如下: (1)研究了有向圖的理論知識及異構(gòu)冗余系統(tǒng)的原理,并把有向圖知識應(yīng)用到時序邏輯電路中,運用圖的廣度優(yōu)先搜索,融合小生境及最優(yōu)個體存檔的方法,針對邏輯門數(shù)對系統(tǒng)可靠性的影響,改進了基于約束法的多目標(biāo)進化算法,減少了理想電路使用的邏輯門數(shù),提高了系統(tǒng)的可靠性。 (2)分析了同構(gòu)與異構(gòu)系統(tǒng)的容錯能力,研究了適用于時序電路的“拓撲結(jié)構(gòu)”異構(gòu)評價方法,并與現(xiàn)有相關(guān)工作進行比較,通過實例分析了兩種方法的優(yōu)劣。 (3)研究了多級進化思想,通過逐級分解進化了較大規(guī)模電路,并與現(xiàn)有的進化方法作對比,結(jié)果證明了本文方法的優(yōu)越性,最后結(jié)合四叉樹知識,設(shè)計了多級異構(gòu)冗余系統(tǒng)。
【圖文】：

3.4.1 異構(gòu)系統(tǒng)結(jié)果分析根據(jù)3.2.5節(jié)提到的“拓撲結(jié)構(gòu)”法進行異構(gòu)評價。試驗中，以10次重復(fù)進化，每次20個種子數(shù)進行異構(gòu)度統(tǒng)計。根據(jù)實驗方法，得出的三模數(shù)字邏輯電路異構(gòu)度的變化曲線如圖3.10所示。由圖 3.10 可以看出隨著進化種子數(shù)的增大，異構(gòu)度開始階段會有明顯的改善，但大于 16后，異構(gòu)冗余系統(tǒng)的異構(gòu)度將趨于飽和，所以本章選擇進化種子數(shù) 20 作為結(jié)束條件是合理的。圖 3.10“拓撲結(jié)構(gòu)”法的異構(gòu)度進化圖3.4.2 多目標(biāo)與單目標(biāo)結(jié)果分析本章通過使用多目標(biāo)和單目標(biāo)進化算法進化出的D觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)如圖3.11所示，實驗結(jié)果表明，運用多目標(biāo)優(yōu)化算法進化出的電路使用的邏輯門數(shù)明顯比未使用多目標(biāo)優(yōu)化算法的電路要少。由3.2.3節(jié)分析可知，電路使用邏輯門數(shù)越少，可靠性越高，因此，，運用多目標(biāo)優(yōu)化算法進化出的邏輯電路的可靠性高于單目標(biāo)算法進化出的邏輯電路。對使用多目標(biāo)優(yōu)化與未使用多目標(biāo)優(yōu)化的算法進行 30 次實驗，其統(tǒng)計結(jié)果如圖 3.12（a）所示。

多目標(biāo)與單目標(biāo)結(jié)果分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP302

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許廷發(fā),劉太輝,顧海軍,宋建中,喬雙;基于函數(shù)級進化型硬件的無損圖像壓縮[J];吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2004年02期

2 高桂軍;王友仁;姚睿;;系統(tǒng)異構(gòu)冗余容錯設(shè)計研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2007年10期

3 徐淵,楊波,朱明程,劉忠立;一種新型的用于數(shù)字信號處理的進化硬件原胞結(jié)構(gòu)[J];電子器件;2005年01期

4 趙天緒,郝躍,朱建綱;一種有效的電路容錯結(jié)構(gòu)及其成品率分析[J];電子學(xué)報;2000年02期

5 趙曙光,王宇平,楊萬海,焦李成;基于多目標(biāo)自適應(yīng)遺傳算法的邏輯電路門級進化方法[J];計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2004年04期

6 謝方軍,唐常杰,元昌安,左R

本文編號：2633612