【摘要】： 進(jìn)化硬件(Evolvable Hardware, EHW)是將進(jìn)化計(jì)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(jì)、調(diào)整、實(shí)時(shí)自適應(yīng)等方面,以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和顯著提高電子系統(tǒng)的自適應(yīng)和容錯(cuò)能力。本文研究?jī)?nèi)容如下: (1)研究了有向圖的理論知識(shí)及異構(gòu)冗余系統(tǒng)的原理,并把有向圖知識(shí)應(yīng)用到時(shí)序邏輯電路中,運(yùn)用圖的廣度優(yōu)先搜索,融合小生境及最優(yōu)個(gè)體存檔的方法,針對(duì)邏輯門(mén)數(shù)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響,改進(jìn)了基于約束法的多目標(biāo)進(jìn)化算法,減少了理想電路使用的邏輯門(mén)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(cuò)能力,研究了適用于時(shí)序電路的“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”異構(gòu)評(píng)價(jià)方法,并與現(xiàn)有相關(guān)工作進(jìn)行比較,通過(guò)實(shí)例分析了兩種方法的優(yōu)劣。 (3)研究了多級(jí)進(jìn)化思想,通過(guò)逐級(jí)分解進(jìn)化了較大規(guī)模電路,并與現(xiàn)有的進(jìn)化方法作對(duì)比,結(jié)果證明了本文方法的優(yōu)越性,最后結(jié)合四叉樹(shù)知識(shí),設(shè)計(jì)了多級(jí)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)”法進(jìn)行異構(gòu)評(píng)價(jià)。試驗(yàn)中，以10次重復(fù)進(jìn)化，每次20個(gè)種子數(shù)進(jìn)行異構(gòu)度統(tǒng)計(jì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jìn)化種子數(shù)的增大，異構(gòu)度開(kāi)始階段會(huì)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(jìn)化種子數(shù) 20 作為結(jié)束條件是合理的。圖 3.10“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”法的異構(gòu)度進(jìn)化圖3.4.2 多目標(biāo)與單目標(biāo)結(jié)果分析本章通過(guò)使用多目標(biāo)和單目標(biāo)進(jìn)化算法進(jìn)化出的D觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)如圖3.11所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)化出的電路使用的邏輯門(mén)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(mén)數(shù)越少，可靠性越高，因此，，運(yùn)用多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)化出的邏輯電路的可靠性高于單目標(biāo)算法進(jìn)化出的邏輯電路。對(duì)使用多目標(biāo)優(yōu)化與未使用多目標(biāo)優(yōu)化的算法進(jìn)行 30 次實(shí)驗(yàn)，其統(tǒng)計(jì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TP302

【參考文獻(xiàn)】

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