本文關鍵詞：基于演化硬件的實時容錯機制研究

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【摘要】：隨著電子信息技術發(fā)展,電子系統(tǒng)不斷朝著智能化,微型化的方向發(fā)展,設計新穎、可靠的電子系統(tǒng)是當前急需解決的問題。演化硬件作為一種新興的技術,結合了演化算法的進化能力和可編程器件的動態(tài)可重構特性,具有自組織,自適應和自修復的特性,能夠很好地彌補傳統(tǒng)EDA設計的不足,因此受到電子系統(tǒng)設計者的青睞。本文主要研究了基于演化硬件的實時容錯系統(tǒng),并從電路編碼方法和實時容錯機制兩個方面展開研究。利用演化硬件設計電路,首選需要選擇合適的編碼方案。高效的編碼方案不僅能夠提高演化成功率,還能夠減少演化耗時。在傳統(tǒng)CGP編碼的基礎上提出了一種動態(tài)自適應編碼方案,從輸出節(jié)點選擇和適應度評估兩個方面進行改進。采用動態(tài)隨機采樣模型選擇輸出節(jié)點,采樣概率根據迭代次數和種群整體適應度分布情況動態(tài)調整。建立快速適應度評估模型,用父代個體適應度值評估子代個體。實驗證明該方法能夠減少適應度評估時間,加快算法收斂速度。容錯系統(tǒng)本質上是一種實時系統(tǒng),常見的容錯技術很難滿足系統(tǒng)容錯性和實時性兩個方面的要求。為了兼顧系統(tǒng)的實時性和容錯性,本文研究了基于演化硬件的實時容錯機制,并利用這些機制設計了一套實時容錯系統(tǒng)。為了加快故障修復時間,將故障分為已知故障和未知故障。對于已知故障,通過建立靜態(tài)配置庫進行修復;對于未知故障,采用基于相似性的演化算法進行修復。當配置庫溢出時,采用演化和補償相結合的方式重構系統(tǒng),從而提高系統(tǒng)的重構成功率,保證系統(tǒng)的可靠性。
【關鍵詞】：演化硬件 遺傳編碼 實時 容錯系統(tǒng)
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP302.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內外研究現狀9-11
• 1.3 演化硬件的研究熱點11-13
• 1.4 本文的主要工作和章節(jié)安排13-15
• 2 演化硬件簡介15-28
• 2.1 基本原理15-16
• 2.2 演化方式16-17
• 2.3 演化算法17-22
• 2.3.1 遺傳算法17-21
• 2.3.2 演化策略21-22
• 2.4 演化平臺22-27
• 2.4.1 數字電路演化平臺22-24
• 2.4.2 模擬電路演化平臺24-26
• 2.4.3 虛擬可重構電路26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 3 動態(tài)自適應CGP算法28-40
• 3.1 笛卡爾遺傳編碼28-31
• 3.1.1 傳統(tǒng)CGP編碼方法28-30
• 3.1.2 擴展CGP編碼方法30-31
• 3.2 動態(tài)自適應CGP算法分析31-36
• 3.2.1 自適應CGP32-34
• 3.2.2 動態(tài)適應度評估34-35
• 3.2.3 算法流程35-36
• 3.3 實驗分析36-39
• 3.3.1 實驗參數設置36-37
• 3.3.2 四位奇偶校驗器實驗37-38
• 3.3.3 二位乘法器實驗38-39
• 3.4 本章小結39-40
• 4 基于演化硬件的實時容錯機制40-59
• 4.1 容錯系統(tǒng)基本知識40-41
• 4.2 常用容錯技術介紹41-44
• 4.2.1 三模冗余容錯技術41-42
• 4.2.2 自重構容錯技術42-43
• 4.2.3 修復容錯技術43-44
• 4.3 實時容錯系統(tǒng)44-51
• 4.3.1 系統(tǒng)框架44-45
• 4.3.2 故障檢測45-46
• 4.3.3 靜態(tài)配置庫46-47
• 4.3.4 基于相似性的修復技術47-48
• 4.3.5 實時性約束48-49
• 4.3.6 算法流程49-51
• 4.4 實驗分析51-58
• 4.4.1 故障注入模型51-52
• 4.4.2 故障注入接口52-53
• 4.4.3 實驗參數設置53
• 4.4.4 實驗結果分析53-58
• 4.5 本章小結58-59
• 結論59-61
• 參考文獻61-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 Zhang Junbin;Cai Jinyan;Meng Yafeng;Meng Tianzhen;;Fault self-repair strategy based on evolvable hardware and reparation balance technology[J];Chinese Journal of Aeronautics;2014年05期

2 朱繼祥;李元香;邢建國;;可重構系統(tǒng)的演化修復機制[J];計算機學報;2014年07期

3 梁騰騰;鄧平科;林寶軍;;可用于演化硬件的改進自適應遺傳算法研究[J];計算機工程與設計;2012年02期

4 柏磊;顧陳;嚴璐;朱曉華;;基于適應度評價擴展自適應遺傳算法的門級電路進化設計[J];南京理工大學學報;2011年02期

5 朱繼祥;李元香;夏學文;;演化硬件的容錯模式研究[J];小型微型計算機系統(tǒng);2010年12期

6 姚睿;王友仁;于盛林;陳則王;;具有在線修復能力的強容錯三模冗余系統(tǒng)設計及實驗研究[J];電子學報;2010年01期

7 王瓏;李元香;金彤;劉海峰;;基于演化硬件的圖像加密技術研究[J];計算機工程與科學;2009年12期

8 平建軍;王友仁;孔德明;姚睿;徐貴力;;進化硬件異構系統(tǒng)技術研究[J];小型微型計算機系統(tǒng);2009年11期

9 鄭金華;羅彪;李晶;文詩華;李望移;;進化算法魯棒最優(yōu)解研究綜述[J];計算機科學;2009年02期

10 高桂軍;王友仁;姚睿;崔江;;基于演化硬件的容錯系統(tǒng)設計技術研究[J];信息與控制;2008年03期

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本文編號：679489