基于memetic算法的電路演化設(shè)計研究.pdf

1、演化硬件(Evolvable hardware簡稱EHW)技術(shù)是在電子工程學(xué)和生物學(xué)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種電路設(shè)計新方法。它的出現(xiàn)也為自修復(fù)和自容錯提供了新的思路。使用EHW技術(shù)，不但可以找到傳統(tǒng)電路設(shè)計方法難以探索到的硬件結(jié)構(gòu)，從而使設(shè)計出的電路具有緊湊、低功耗、容錯和自修復(fù)等特性；而且，EHW不需要領(lǐng)域知識，可以減輕設(shè)計人員的負擔，降低設(shè)計成本。因此，EHW在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是航空航天以及軍事裝備領(lǐng)域。
　　

2、 本文旨在研究基于EHW的快速電路演化設(shè)計算法。概括的說，本論文的主要研究工作有：
　　 研究了EHW的理論基礎(chǔ)及實現(xiàn)原理，并對實現(xiàn)EHW的關(guān)鍵技術(shù)-演化算法和可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)進行了深入分析；研究了Memetic算法的實現(xiàn)原理、工作流程及實現(xiàn)的手段；
　　 針對傳統(tǒng)演化算法在設(shè)計數(shù)字邏輯電路時存在的演化速度緩慢和容易陷入局部最優(yōu)解等問題，設(shè)計了一種基于CGP編碼的適合數(shù)字電路演化的Memetic算法，實驗中用到了連

3、續(xù)的染色體評估函數(shù)，被分為兩部分，第一部分f1用來評估電路的功能性；第二部分f2用來評估電路的復(fù)雜程度。實驗中用該算法演化了一位全加器和一位全減器兩個電路，實驗證明該算法結(jié)合遺傳算法和局部搜索策略提高了算法的搜索能力和收斂速度。文章還通過實驗數(shù)據(jù)探討了電路演化的可擴展問題。
　　 演化實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字電路，是EHW投入工程應(yīng)用的一個重要研究領(lǐng)域。由于能表述的電路規(guī)模受到了限制，可擴展問題成為了用EHW解決現(xiàn)實問題的主要難點之一。本