發(fā)布時間：2024-05-14 05:54

　　推動電子計算機技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的因素?zé)o外乎是特定時期的某種需求,當(dāng)今世界,人類探索未知世界的活動日趨頻繁,人們對于電子系統(tǒng)產(chǎn)生了微型化和智能化的新需求,形成了未來電子系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。微型化與可靠性、智能化與模塊化之間的矛盾是傳統(tǒng)EDA設(shè)計方法難以逾越的鴻溝,演化硬件是迄今為止解決這一矛盾最為理想的技術(shù)。演化硬件是通過融入演化機制實現(xiàn)電子系統(tǒng)的實時自重構(gòu),它包括各種能夠適應(yīng)環(huán)境變化,并且在運行期間不斷改善自身性能的電子系統(tǒng)。演化機制的引入使演化硬件具備了自組織、自適應(yīng)、自修復(fù)的特性,演化硬件的自修復(fù)特性來自于其對環(huán)境的自適應(yīng)能力,利用演化硬件調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)自修復(fù)系統(tǒng)的重要途徑。然而,目前很多自適應(yīng)系統(tǒng)都是基于參數(shù)調(diào)整的,如自適應(yīng)濾波器、模糊控制器以及自適應(yīng)天線等,鮮有研究基于結(jié)構(gòu)演化的自適應(yīng)系統(tǒng)。因此,本文致力于研究基于結(jié)構(gòu)調(diào)整的自適應(yīng)演化硬件,最終目的是利用演化硬件的各種自適應(yīng)行為構(gòu)建不同的自修復(fù)系統(tǒng)。 自適應(yīng)和自修復(fù)的關(guān)鍵在于實時性,實時性取決于演化硬件的設(shè)計效率。本文從編碼方案、算法選擇、演化粒度、演化硬件的復(fù)雜性等多個方面分析了影響演化效率的各種因素。電路的編碼表示是演化硬件技...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 演化硬件的研究意義
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)和安排
第二章 演化硬件概述
    2.1 演化硬件的基本原理
    2.2 演化硬件的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 遺傳算法
        2.2.2 演化策略
    2.3 演化硬件的物質(zhì)基礎(chǔ)
        2.3.1 可編程邏輯器件
        2.3.2 Virtex-ⅡPro的體系結(jié)構(gòu)
        2.3.3 ADM-XPL母板
    2.4 演化硬件的特點
    2.5 演化硬件的分類
    2.6 演化硬件的應(yīng)用前景
        2.6.1 電路進化設(shè)計
        2.6.2 工業(yè)應(yīng)用
        2.6.3 機器人控制
        2.6.4 演化天線
    2.7 本章小結(jié)
第三章 數(shù)字電路的進化設(shè)計
    3.1 問題的提出
    3.2 數(shù)字電路的演化設(shè)計
        3.2.1 設(shè)計流程
        3.2.2 編碼方案
        3.2.3 電路的初始化
        3.2.4 電路的評估
        3.2.5 電路的交叉
        3.2.6 電路的變異
    3.3 實例與分析
        3.3.1 實例一:二位乘法器
        3.3.2 實例二:二位加法器
        3.3.3 實例三:六輸入、單輸出電路
        3.3.4 分析與結(jié)論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 自適應(yīng)演化硬件的關(guān)鍵問題
    4.1 引言
    4.2 影響演化效率的因素
        4.2.1 演化粒度
        4.2.2 算法改進
        4.2.3 演化硬件的復(fù)雜性
        4.2.4 編碼與解空間
    4.3 演化硬件的擴展問題
    4.4 電路的分解演化
        4.4.1 分治法
        4.4.2 電路的分解方法
        4.4.3 分解對搜索空間的影響
        4.4.4 BIE和GDD分解算法
    4.5 并行遞歸分解演化
        4.5.1 特長個體與基因改良
        4.5.2 并行遞歸分解算法
        4.5.3 實驗與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 自適應(yīng)演化硬件系統(tǒng)的模擬實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 自適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展
        5.2.1 傳統(tǒng)的可適應(yīng)系統(tǒng)
        5.2.2 基于可重構(gòu)技術(shù)的自適應(yīng)系統(tǒng)
        5.2.3 演化硬件的在線自適應(yīng)系統(tǒng)
    5.3 自適應(yīng)演化硬件的系統(tǒng)構(gòu)成
    5.4 演化硬件的實現(xiàn)原理
        5.4.1 演化硬件的三層模型
        5.4.2 應(yīng)用程序?qū)雍徒涌趯?br>        5.4.3 物理實現(xiàn)層
    5.5 自適應(yīng)演化硬件的實驗?zāi)M
        5.5.1 系統(tǒng)改進內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        5.5.2 不確定的任務(wù)
        5.5.3 顯型可塑性
    5.6 本章小結(jié)
第六章 演化硬件的容錯技術(shù)研究
    6.1 容錯技術(shù)的基礎(chǔ)知識
    6.2 演化硬件的容錯模式
        6.2.1 異構(gòu)冗余容錯模式
        6.2.2 自重構(gòu)容錯模式
        6.2.3 補償容錯模式
    6.3 補償容錯系統(tǒng)設(shè)計
        6.3.1 錯誤檢測
        6.3.2 校正器設(shè)計
        6.3.3 生成目標(biāo)真值表
        6.3.4 適應(yīng)值函數(shù)設(shè)計
        6.3.5 對比實驗與分析
    6.4 可演化自修復(fù)系統(tǒng)
        6.4.1 思想來源
        6.4.2 系統(tǒng)構(gòu)成
        6.4.3 系統(tǒng)實現(xiàn)
        6.4.4 實驗與分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 下一步的工作
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3973280