基于函数级FPGA原型的硬件内部进化 被引量：36

1

作者 赵曙光 杨万海 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期666-669,共4页

电路进化设计是现阶段可进化硬件 (EHW)研究的重点内容 .针对制约进化设计能力的主要“瓶颈”,该文提出并讨论了一种简洁高效的内部进化方法 ,包括基于函数变换的染色体高效编码方案、与之配套的函数级 FP-GA原型和进化实验平台以及在... 电路进化设计是现阶段可进化硬件 (EHW)研究的重点内容 .针对制约进化设计能力的主要“瓶颈”,该文提出并讨论了一种简洁高效的内部进化方法 ,包括基于函数变换的染色体高效编码方案、与之配套的函数级 FP-GA原型和进化实验平台以及在线评估与遗传参数自适应方法等 .交通灯控制器、4位可级联比较器等相对复杂且具应用价值的电路的成功进化 ,证明该方法适用于组合、时序电路的进化设计 ,并可显著地减少运算量 。 展开更多

关键词 可进化硬件 染色体表达 函数级FPGA 内部可进化硬件 可编程逻辑器件

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基于进化的电路自动设计方法 被引量：12

2

作者 赵曙光 杨万海 刘贵喜 《电路与系统学报》 CSCD 2002年第1期72-78,共7页

电路进化设计是可进化硬件(Evolvable: HardWare,简称EHW)研究的重要内容,即利用进化计算技术配置电路的内部结构以获得所需的电路功能。该方法的优点包括:可获得常规设计方法考虑范围以外的最佳设计;不依赖于先验知识,但仍可利用已有... 电路进化设计是可进化硬件(Evolvable: HardWare,简称EHW)研究的重要内容,即利用进化计算技术配置电路的内部结构以获得所需的电路功能。该方法的优点包括:可获得常规设计方法考虑范围以外的最佳设计;不依赖于先验知识,但仍可利用已有的知识和经验来提高设计的效率;自动化程度高,便于实施;因此有希望替代常规设计方法,实现复杂和大规模电路的自动设计。本文简述EHW的基本概念,介绍电路进化设计的基本原理、关键技术和主要进展,讨论重要的开放问题及未来的研究方向。 展开更多

关键词 电路自动设计 可进化硬件 进化计算 遗传算法

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基于均匀设计的多目标自适应遗传算法及应用 被引量：10

3

作者 赵曙光 焦李成 +1 位作者 王宇平 杨万海 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1723-1725,1729,共4页

提出一种多目标遗传算法 ,将均匀设计技术应用于适应度函数合成和交叉算子构造 ,以提高遗传算法的空间搜索均匀性、子代质量和运算效率 .分析和实验结果表明 ,该方法可缩短算法运行时间和得到分布较均匀的Pareto有效解集 ;配合基于元件... 提出一种多目标遗传算法 ,将均匀设计技术应用于适应度函数合成和交叉算子构造 ,以提高遗传算法的空间搜索均匀性、子代质量和运算效率 .分析和实验结果表明 ,该方法可缩短算法运行时间和得到分布较均匀的Pareto有效解集 ;配合基于元件标称值的网表级高效编码方案和考虑基因位差异的遗传概率调整策略 ,可实现模拟电路自动设计 ,通过单次运行即获得对应不同偏好的多种实用化设计结果 . 展开更多

关键词 多目标优化 自适应遗传算法 电路进化设计 可进化硬件 均匀设计

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基于多目标自适应遗传算法的逻辑电路门级进化方法 被引量：10

4

作者 赵曙光 王宇平 +1 位作者 杨万海 焦李成 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期402-406,共5页

提出一种改进的遗传算法 ,通过网表级编码、多目标评估和遗传参数自适应等措施 ,可依据多个设计目标 ,以较少的运算量自动生成和优化逻辑电路 在数字乘法器、偶校验器等进化设计实验中 。

关键词 电路进化设计 门级进化 自适应遗传算法 多目标进化 可进化硬件 逻辑电路

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基于多目标遗传算法的模拟电路进化设计方法 被引量：9

5

作者 赵曙光 焦李成 +1 位作者 王宇平 杨万海 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期342-346,共5页

提出一种面向电路进化设计的多目标自适应遗传算法,利用均匀设计技术合成多个适应度函数以提高搜索方向的空间均匀性,利用基于元件标称值的网表形式高效编码方案来支持电路结构自动生成和提高设计结果的实用性,利用基于均匀设计的多个... 提出一种面向电路进化设计的多目标自适应遗传算法,利用均匀设计技术合成多个适应度函数以提高搜索方向的空间均匀性,利用基于元件标称值的网表形式高效编码方案来支持电路结构自动生成和提高设计结果的实用性,利用基于均匀设计的多个体交叉算子来提高交叉操作的效率和采样均匀性,利用跟随遗传进程并区别不同基因位的遗传概率调整策略来提高进化效率和全局收敛率.实验结果表明,该方法可用较小的运算量获得符合设计目标的多种设计结果. 展开更多

关键词 电路进化设计 均匀设计 自适应遗传算法 多目标优化 可进化硬件

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可重构技术综述 被引量：10

6

作者 徐惠萍 《甘肃科技》 2007年第10期158-160,共3页

可重构性是指在一个系统中,其硬件模块或(和)软件模块均能根据变化的数据流或控制流对系统结构和算法进行重新配置(或重新设置)。可重构系统最突出的优点就是能够根据不同的应用需求,改变自身的体系结构,以便与具体的应用需求相匹配。... 可重构性是指在一个系统中,其硬件模块或(和)软件模块均能根据变化的数据流或控制流对系统结构和算法进行重新配置(或重新设置)。可重构系统最突出的优点就是能够根据不同的应用需求,改变自身的体系结构,以便与具体的应用需求相匹配。可重构系统的实现技术包括DSP重构技术,FPGA重构,DSP+FPGA重构,可重组算法逻辑体系结构,可编程片上系统(SOPC),可进化硬件(EHW),本地重构/Internet远程重构等。可重构技术尽管面临一些需研究和解决的问题,但是发展前景是广阔的。 展开更多

关键词 可重构技术 DSP FPGA SOPC/SOC 可进化硬件 Internet远程重构

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逻辑电路的进化设计与在线评估 被引量：8

7

作者 赵曙光 杨万海 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期735-737.,共3页

简要介绍电路进化设计的基本原理 ,提出并讨论基于最小项表达式的染色体编码方案和以 RAM查找表为核心的函数级 FPGA原型 ,以及相应的内部进化实现方法 .理论分析和进化实验结果表明 :文中的编码方案与 FP-GA结构相配合可显著地减少运算... 简要介绍电路进化设计的基本原理 ,提出并讨论基于最小项表达式的染色体编码方案和以 RAM查找表为核心的函数级 FPGA原型 ,以及相应的内部进化实现方法 .理论分析和进化实验结果表明 :文中的编码方案与 FP-GA结构相配合可显著地减少运算量 ;基于相应的实验平台进行适应度在线评估 ,可显著提高进化速度、规模和成功率 . 展开更多

关键词 逻辑电路 进化设计 在线评估 可进化硬件 遗传算法

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基于典型结构的电路自适应进化设计新方法 被引量：6

8

作者 赵曙光 杨万海 《电路与系统学报》 CSCD 2003年第2期113-115,共3页

简述电路进化设计的基本原理和发展现状。针对制约进化设计速度和规模的主要因素,提出并讨论一种基于典型电路结构、PSPICE仿真和遗传参数自适应的改进方法。有源滤波器等的进化实验结果表明,该方法支持对元件参数和电路结构的同时进化... 简述电路进化设计的基本原理和发展现状。针对制约进化设计速度和规模的主要因素,提出并讨论一种基于典型电路结构、PSPICE仿真和遗传参数自适应的改进方法。有源滤波器等的进化实验结果表明,该方法支持对元件参数和电路结构的同时进化,并可显著加快进化速度。 展开更多

关键词 电路进化设计 遗传参数自适应 可进化硬件

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模拟电路自动设计的多目标自适应进化方法 被引量：1

9

作者 赵曙光 刘贵喜 杨万海 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z3期90-93,共4页

滤波器等模拟电路在仪器仪表中起着不可替代的作用 ,但手工设计步骤繁琐且精度较低。进化设计可实现电路自动设计和优化。在此所提出的改进遗传算法 ,利用 :支持元件种类变化和取值规格化的编码——解码方案 ,基于 Pspice仿真的多目标... 滤波器等模拟电路在仪器仪表中起着不可替代的作用 ,但手工设计步骤繁琐且精度较低。进化设计可实现电路自动设计和优化。在此所提出的改进遗传算法 ,利用 :支持元件种类变化和取值规格化的编码——解码方案 ,基于 Pspice仿真的多目标评估方法 ,基于平均适应度的遗传参数自适应策略等 ,可自动调整电路结构和优化元件取值 ,得到具备预期特性的电路 ,并且显著提高进化的速度、规模和实用性。有源滤波器等实验结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 遗传算法 电路进化设计 可进化硬件

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基于自适应遗传算法的模拟电路自动设计方法 被引量：5

10

作者 赵曙光 刘贵喜 +1 位作者 王军宁 杨万海 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期680-683,共4页

针对电路进化设计的速度和规模瓶颈,提出并讨论一种新的自适应遗传算法,其特点包括:支持结构自动生成和元件参数标准化的编解码方案,兼顾功能设计和结构化简要求的多目标适应度评估,考虑基因位影响力并跟踪进化进程的遗传参数调整策略等... 针对电路进化设计的速度和规模瓶颈,提出并讨论一种新的自适应遗传算法,其特点包括:支持结构自动生成和元件参数标准化的编解码方案,兼顾功能设计和结构化简要求的多目标适应度评估,考虑基因位影响力并跟踪进化进程的遗传参数调整策略等.实验证明,该方法可自动生成电路结构、优化元件参数和化简电路,并显著地减小运算量和提高优化程度. 展开更多

关键词 电路进化设计 遗传算法 可进化硬件

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基于可进化硬件的容错技术及其原理 被引量：6

11

作者 龚健 杨孟飞 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第6期72-76,80,共6页

可进化硬件容错技术是一种模仿生物进化过程的容错方法,现已成为世界各国容错计算技术领域新的研究方向。可进化硬件不是采用传统的静态冗余技术,而是利用其本身固有的特性实现容错。重点论述可进化硬件技术的2个基本要素,并分析其实现... 可进化硬件容错技术是一种模仿生物进化过程的容错方法,现已成为世界各国容错计算技术领域新的研究方向。可进化硬件不是采用传统的静态冗余技术,而是利用其本身固有的特性实现容错。重点论述可进化硬件技术的2个基本要素,并分析其实现容错的原理。 展开更多

关键词 可进化硬件 容错 进化算法 遗传算法 可编程器件

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利用自适应遗传算法实现模拟电路自动设计 被引量：5

12

作者 赵曙光 刘贵喜 杨万海 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期298-301,共4页

简述模拟电路进化设计的研究现状,提出一种新的自适应遗传算法.利用基于典型电路结构和元件取值标准化的高效编解码方案,以及权值动态调整的多目标适应度评估方法,考虑基因位影响力并跟踪进化进程的遗传参数调整策略等,可根据设计目标... 简述模拟电路进化设计的研究现状,提出一种新的自适应遗传算法.利用基于典型电路结构和元件取值标准化的高效编解码方案,以及权值动态调整的多目标适应度评估方法,考虑基因位影响力并跟踪进化进程的遗传参数调整策略等,可根据设计目标自动优化元件的类型和取值.这种新方法能显著减小运算量,提高设计结果的实用性. 展开更多

关键词 自适应遗传算法 模拟电路 进化设计 可进化硬件 权位动态调整 基因位

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基于适应度评价扩展自适应遗传算法的门级电路进化设计 被引量：6

13

作者 柏磊 顾陈 +1 位作者 严璐 朱晓华 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期240-244,共5页

针对遗传算法适应度评价阶段指定输出单元容易丢失潜在解的问题,该文提出了一种基于适应度评价扩展的电路进化设计方法。该方法将每个逻辑单元的输出都视为一个潜在的解处理,得到一个最优适应度评价值,避免了潜在解的丢失,有效地提高了... 针对遗传算法适应度评价阶段指定输出单元容易丢失潜在解的问题,该文提出了一种基于适应度评价扩展的电路进化设计方法。该方法将每个逻辑单元的输出都视为一个潜在的解处理,得到一个最优适应度评价值,避免了潜在解的丢失,有效地提高了自适应遗传算法的性能。通过多种电路的进化设计实验比较了该文方法与传统自适应遗传算法设计的性能,结果表明,该文方法具有收敛速度快、迭代次数少、获得最优解成功概率高的优点。 展开更多

关键词 电路进化设计 适应度评价扩展 门级电路 自适应遗传算法 可进化硬件

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一种可进化IP核的设计和实现 被引量：3

14

作者 宗平 周叶丹 《单片机与嵌入式系统应用》 2004年第10期8-10,共3页

提出一种可进化IP核的设计和实现方法。这种IP核采用进化硬件的设计思想,将遗传算法运用于硬件电路的设计中,使电路能根据当前的环境自动进行内部电路的进化,从而生成最有效的电路,并能在普通的FPGA器件上实现。可进化IP核以HDL源代码... 提出一种可进化IP核的设计和实现方法。这种IP核采用进化硬件的设计思想,将遗传算法运用于硬件电路的设计中,使电路能根据当前的环境自动进行内部电路的进化,从而生成最有效的电路,并能在普通的FPGA器件上实现。可进化IP核以HDL源代码的形式表示,与普通IP核的复用方式相同,可被综合到不同的目标可重构器件中去,大大减少了复杂系统的设计时间,提高了设计的利用率,是可进化硬件一个颇具潜力的发展方向。 展开更多

关键词 IP核 源代码 计时 可重构 设计 硬件电路 实现方法 可进化硬件 复用 FPGA器件

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基于FPGA中CLB结构模型的内部进化及其容错 被引量：3

15

作者 龚健 杨孟飞 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期66-71,共6页

内部进化是研究在线可进化硬件的方法,可用于实现容错、自适应的航天器硬件系统。现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是目前实现数字电路进化的主要可编程逻辑器件。本文分析了FPGA的结构特点,对其基本组成单元可配... 内部进化是研究在线可进化硬件的方法,可用于实现容错、自适应的航天器硬件系统。现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是目前实现数字电路进化的主要可编程逻辑器件。本文分析了FPGA的结构特点,对其基本组成单元可配置逻辑块(CLB,Configurable Logic Block)的结构进行了简化,提出一种可编程逻辑器件模型,设计了一种基于该模型的内部进化方法,并实现了一个内部进化系统。采用故障注入的方法对内部进化的容错特性进行了研究,讨论了可进化硬件实现容错的条件。 展开更多

关键词 可进化硬件 容错 现场可编程门阵列 可配置逻辑块 遗传算法

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一种星载控制计算机智能容错方法 被引量：3

16

作者 龚健 杨孟飞 《空间控制技术与应用》 2008年第6期29-33,共5页

深空探测任务对星载控制计算机的智能性、环境适应性和自主性提出新的需求。介绍目前星载控制计算机容错方法的进展情况,提出可进化硬件容错这种可用于星载控制计算机容错设计的智能容错方法,给出该方法的3种实现结构,即并行结构、串行... 深空探测任务对星载控制计算机的智能性、环境适应性和自主性提出新的需求。介绍目前星载控制计算机容错方法的进展情况,提出可进化硬件容错这种可用于星载控制计算机容错设计的智能容错方法,给出该方法的3种实现结构,即并行结构、串行结构和具有故障检测功能的串行结构,并对各种结构进行分析和比较。最后,用仿真验证平台验证了串行结构的可行性和容错性。 展开更多

关键词 容错 智能 可进化硬件 星载控制计算机

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一种新型的单芯片级可进化硬件系统 被引量：1

17

作者 杨华秋 段欣 来金梅 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期43-49,76,共8页

针对可进化硬件(EHW)系统的需求,设计实现了FDP-2-SOPC芯片,芯片中嵌入了CPU和FPGA两种IP核,可实现硬件电路的重构和进化;以该芯片为系统核心建立了一种新型的软硬件结合的单芯片级EHW系统.为了提高电路重构速度,设计了针对EHW需求的快... 针对可进化硬件(EHW)系统的需求,设计实现了FDP-2-SOPC芯片,芯片中嵌入了CPU和FPGA两种IP核,可实现硬件电路的重构和进化;以该芯片为系统核心建立了一种新型的软硬件结合的单芯片级EHW系统.为了提高电路重构速度,设计了针对EHW需求的快速局部重配置技术;为提高遗传算法的执行速度,设计了专用的随机数产生器;为了减少软硬件开发相关性并降低系统开发的难度,满足不同适应度评估方案的需求,提出了一种灵活友好的数据交互技术;并开发了合适的遗传算法.在此单芯片级EHW系统上进行了电路自进化实验,实验结果表明,该系统可正确地实现硬件电路的自重构、自进化,在进化速度上优势明显:针对同样的目标电路进化,在进化算法性能相近的前提下,该系统的进化时间相比FPGA+PC系统提高了一个数量级. 展开更多

关键词 可进化硬件 单芯片级可进化硬件 可重构硬件 加速进化

原文传递

可进化可重构图像滤波器的设计 被引量：2

18

作者 刘少腾 来金梅 +2 位作者 陈利光 童家榕 鲍丽春 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期709-715,共7页

设计了一种新型的可重构、可进化图像滤波器.可重构电路采用了一种全新的可配置电路网络结构.该结构将功能运算单元以Benes拓扑结构互联,取代现有的MUX加功能运算单元的结构,使其具有更多条输出路径,更多运算单元参与到了进化中以提高... 设计了一种新型的可重构、可进化图像滤波器.可重构电路采用了一种全新的可配置电路网络结构.该结构将功能运算单元以Benes拓扑结构互联,取代现有的MUX加功能运算单元的结构,使其具有更多条输出路径,更多运算单元参与到了进化中以提高进化效率.在运算单元设计方面,利用FPGA中特有的丰富LUT逻辑资源优势,设计了一种仅通过LUT配置码来控制其功能的P运算单元,节约资源且扩充了运算单元可执行的功能选项.借助于模拟退火遗传算法,通过对可重构电路配置码(基因)的不断改进和优化,该滤波器可以很好地滤除图像中的高斯噪声和椒盐噪声.实验结果表明:经过100万代进化,对于高斯噪声,噪声图像的平均每像素误差Mdpp=32.11,滤波后Mdpp=16.74,滤波质量优于一般高斯滤波器和现有的MUX加功能运算单元的可进化滤波器;对于椒盐噪声,噪声图像Mdpp=6.22,滤波后Mdpp=3.44,有效滤除了噪声. 展开更多

关键词 可进化硬件 图像滤波器 可重构电路 Benes拓扑结构

原文传递

电子电路设计的创新思路 被引量：1

19

作者 李建升 孙国罡 《郑州铁路职业技术学院学报》 2008年第1期21-22,共2页

随着计算机技术和电子技术的发展,许多的科学研究越来越与生物学紧密相联。从可进化硬件的机理和相关技术的角度出发,可以设计出一种新型电子电路,它能像生物一样,具有对环境变化的适应、免疫、自我进化及自我复制等特性,从而实现高适... 随着计算机技术和电子技术的发展,许多的科学研究越来越与生物学紧密相联。从可进化硬件的机理和相关技术的角度出发,可以设计出一种新型电子电路,它能像生物一样,具有对环境变化的适应、免疫、自我进化及自我复制等特性,从而实现高适应性、高可靠性和高容错性。 展开更多

关键词 可进化硬件 遗传算法 电子电路设计 现场可编程门阵列

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基于遗传算法的可进化模拟滤波器的实现

20

作者 邓凌 戴华平 卢建刚 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第6期556-560,共5页

以遗传算法和可编程模拟器件ispPAC80为评估手段和载体,实现了可进化的模拟滤波器的设计.将遗传算法和可编程模拟器件相结合,可在无须改动硬件的情况下,实现转折频率和阻带衰减等滤波参数的变换(即可进化性),其性能达到甚至超过经典的... 以遗传算法和可编程模拟器件ispPAC80为评估手段和载体,实现了可进化的模拟滤波器的设计.将遗传算法和可编程模拟器件相结合,可在无须改动硬件的情况下,实现转折频率和阻带衰减等滤波参数的变换(即可进化性),其性能达到甚至超过经典的同阶滤波器. 展开更多

关键词 可编程模拟器件 可进化硬件 遗传算法 滤波器

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