數(shù)字電路多目標(biāo)進(jìn)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、進(jìn)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(dòng)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(jìn)化硬件技術(shù)在電路設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、容錯(cuò)系統(tǒng)、模式識(shí)別與人工智能、機(jī)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(duì)目前進(jìn)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(jìn)化較大規(guī)模數(shù)字電路的多目標(biāo)進(jìn)化設(shè)計(jì)方法,

2、進(jìn)一步研究了異構(gòu)冗余系統(tǒng)多目標(biāo)進(jìn)化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)出規(guī)模更大、結(jié)構(gòu)更優(yōu)、容錯(cuò)能力更強(qiáng)的異構(gòu)冗余容錯(cuò)系統(tǒng)。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)研究了一種基于真值表分離置換技術(shù)的進(jìn)化設(shè)計(jì)方法。該方法采用多級(jí)分解進(jìn)化思想,對(duì)真值表變量進(jìn)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(jí)簡(jiǎn)單子電路,進(jìn)而構(gòu)造規(guī)模更大的數(shù)字電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,新方法能夠有效進(jìn)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(jìn)化設(shè)計(jì)

3、方法。以電路功能、使用資源和時(shí)延為設(shè)計(jì)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(jìn)化算法中引入約束法、小生境法以及最優(yōu)個(gè)體存檔法,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電路的多目標(biāo)進(jìn)化設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,新方法能夠進(jìn)化出資源更少、時(shí)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(jìn)化設(shè)計(jì)方法。針對(duì)現(xiàn)有異構(gòu)評(píng)價(jià)方法的不足,設(shè)計(jì)了合理有效的基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的異構(gòu)評(píng)價(jià)策略,利用多目標(biāo)遺傳算法,設(shè)計(jì)出容錯(cuò)性能更好的異構(gòu)冗余系統(tǒng)。
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