基于独立演化系统的演化硬件实验

演化硬件是指能利用进化算法实现自修复和自适应的硬件。融合了电路自动设计、可重构硬件、人工智能和自治系统等相关内容它不仅是一种具有自适应与自修复特性的仿生物态硬件电路,是新兴的仿生电子学的主要研究内吝之一,而且是一种新颖的硬件设计思想与方法。该文设计了一种基于FPTA的DSP独立演化系统,并对外部演化结果进行下载测试,实现了对外部演化结果的检验通过测试证明该演化系统适用于FPTA单细胞或多细胞演化实验。     

基于独立演化系统的演化硬件实验

演化硬件是指能利用进化算法实现自修复和自适应的硬件。融合了电路自动设计、可重构硬件、人工智能和自治系统等相关内容。它不仅是一种具有自适应与自修复特性的仿生物态硬件电路,是新兴的仿生电子学的主要研究内容之一,而且是一种新颖的硬件设计思想与方法。该文设计了一种基于FPTA的DSP独立演化系统,并对外部演化结果进行下载测试,实现了对外部演化结果的检验。通过测试证明该演化系统适用于FPTA单细胞或多细胞演化实验。     

演化硬件在模式识别中的应用综述

演化硬件以其速度快、灵活性强、实时适应等特点,在模式识别应用中易于建立学习时间短、识别速度快、精确分类的高效识别系统。在论述基于演化硬件模式识别技术的体系结构基础上,总结了不同的演化模型和各自的特性,并对各模型适合的应用领域进行了对比分析。介绍了国内外演化硬件模式识别技术研究的主要方向和发展现状,讨论了演化硬件在模式识别应用中的未来发展趋势和亟需解决的问题。     

基于精英池演化算法的数字电路在片演化方法

20世纪末演化硬件技术的提出为实现硬件系统的自适应与智能化等特征提供了一种可行的新技术,现阶段电路进化是演化硬件研究的热点之一.该文引入人工经验与规则,提出一种扩展矩阵编码法,保护具有较优结构的电路个体不易被淘汰;其次,基于多目标和局部寻优技术,结合子电路杂交与单元重要性的自适应变异策略,提出了一种设计数字电路的精英池演化算法,并在可编程逻辑器件上实现电路的自主动态重构与评价等演化过程.     

一种实现演化硬件的软硬件协同工作模式

演化硬件是一个新兴的研究领域。文章讨论了演化硬件的基本原理,提出了演化硬件实现的四个条件,并对广泛用于实现演化硬件的一种FPGA-XC6200就其特点和结构以及它在实现演化硬件中的应用进行了介绍,并基于这种FPGA芯片给出了一种演化硬件的软硬件协同工作模式。文章最后就演化硬件进一步的研究方向进行了一个总结。     

演化硬件技术及其在硬件设计中的应用

本文给出了基于演化算法和可编程逻辑器件的演化硬件的实现原理，并结合一个应用 实例加以说明，分析了该方法与传统的硬件设计方法相比的优越性，最后扼要介绍了演化硬件的研究方法以及它的应用现状和发展方向。     

演化硬件技术中时序电路的遗传算法实现

本文在讨论了EHW的运行机制的基础上,提出了一种了适合“外进化”方式的可进化的闭环结构,即基于FPGA芯片和QUARTUSⅡ开发工具的EHW平台。详细讨论了如何利用遗传算法实现时序电路,目前演化硬件的研究主要还处于理论分析、演化算法优化、软件模拟的阶段,本文将演化硬件技术应用到时序数字电路的设计中,这对于演化硬件技术及时序数字电路设计来说都是成功的探索。     

基于演化硬件的在线自适应系统

随着演化硬件的兴起,其在电子电路自动设计、客错以及自适应等方面的优越性,使它有望成为突破传统电子系统设计瓶颈的新技术.在已有研究的基础之上,进一步探讨利用演化硬件技术实现电子系统的自适应性,提出了一个基于演化硬件技术的自适应系统模型,并通过在Xilinx Virtex-Ⅱ Pro (XC2VP20)FPGA芯片上的实验,表明了演化硬件技术是解决电子系统自适应性问题的一种可行方案.     

基于FPGA的故障修复演化技术研究

演化硬件的自修复特性能够有效解决电路系统的可修复性故障,但演化硬件存在电路演化速度慢、演化成功率不高的缺陷,如何在修复约束期限内完成电路演化成为关键难点。提出一种基于演化硬件的实时系统容错架构,通过建立故障树实时监测电路故障,利用故障补偿机制维持系统正常运行,并采用演化硬件技术修复电路故障,实现故障的在线实时修复。采用FPGA构建容错系统测试环境,通过随机故障注入对比验证不同演化算法的自修复能力,实验结果表明,在实时性约束下故障电路的修复率达到95%,有效提升了系统的稳定性和可靠性。     

演化硬件技术及其应用发展

在硬件电路设计中引入演化计算,在可编程逻辑器件上通过对基本电路元器件进行演化而自动生成人工不可能设计出的电路结构,称为演化硬件设计。本文就演化硬件的原理和其国内外的发展现状进行说明和阐述,并对此技术的具体实现过程做了一个简单的实验。通过实验,说明演化硬件技术确实在电路自动设计方面有着极大的前景。最后介绍了演化硬件技术发展,及其应用到深空探测领域的现实意义。     

一种基于PFLC的可演化模糊逻辑控制器设计与实现

常规的模糊控制器主要通过计算机软件或单片机实现，但模糊控制器是一个高度并行的系统，实时性、自适应性要求较高，这种实现方式不能满足现代模糊控制器的设计要求。要解决这个问题必须从算法和器件结构入手。本文提出以可编程模糊逻辑控制器芯片（PFLC）作为可演化的部件，利用遗传算法优化生成模糊规则的演化硬件结构。模糊规则的自适应性是通过引入可调整因子，根据环境的变化自寻优获得。以典型二阶系统模糊控制为例进行仿真实验，其结果表明了这个可演化的模糊逻辑控制器结构的可行性。     

A Scalable Approach to Evolvable Hardware

Evolvable Hardware (EHW) has been proposed as a new method for designing systems for complex real-world applications. However, so far, only relatively simple systems have been shown to be evolvable. In this paper, it is proposed that concepts from biology should be applied to EHW techniques to make EHW more applicable to solving complex problems. One such concept has led to the increased complexity scheme presented, where a system is evolved by evolving smaller sub-systems. Experiments with two different tasks illustrate that inclusion of this scheme substantially reduces the number of generations required for evolution. Further, for the prosthesis control task, the best performance is obtained by the novel approach. The best circuit evolved performs better than the best trained neural network.     

模糊逻辑控制器的演化硬件实现

讨论在演化硬件（EHW）平台上实现模糊逻辑控制器的演化,模糊逻辑控制器是由一些if-the。规则的集合和具有模糊逻辑的输入输出语言术语特点的一些成员属性函数所构成,这里的演化硬件平台是指可编程模拟选择器阵列,通过遗传算法（GA）演化出的电路具有很强的自适应、自修复能力。     

基于虚拟可重构电路的演化硬件

针对演化硬件中高效的染色体编码问题,该文采用虚拟可重构电路(VRC)实现内进化方式的演化硬件。VRC是由可重配置功能块(CFB)组成的阵列,CFB之间通过多路选择开关电路建立信号传输通道。染色体可以对CFB的功能选择和多路选择开关状态直接进行编码,以此减少自身的长度。实例证明了该方法的有效性。     

仿生容错系统演化修复能力研究

基于演化硬件技术构建一种仿生容错系统,通过不同模式、数量的故障注入对其演化修复能力进行研究,得到系统故障状况与演化修复能力间的关系：(1)随着故障数量的增加,系统演化修复能力的主要影响因素从演化算法的效率逐步向演化修复过程中的故障“躲避”概率转移;(2)系统的演化修复能力与故障数量符合指数衰减规律。     

基于进化算法的硬件演化基础研究

演化硬件研究将进化思想应用于电子系统内部结构的设计和调整,以实现硬件电路的自组织、自适应和自修复,从而提高系统的可靠性.介绍演化硬件的概念、基本原理和实现方法,指出目前研究存在的主要问题,给出进一步研究的设想与建议.     

Fault tolerance in co-evolutionary communication of EHW modules

Evolvable Hardware (EHW) is a new concept that applies evolutionary algorithms to hardware design. Based on previous work on co-evolutionary communication of EHW modules, this paper investigates the new feature of fault tolerance for this model. A fault model is built for the communication line between EHW modules. The experiment demonstrated in the presentation is the simulation of injecting stuck/bridging faults into an EHW-based serial adder that has been previously developed. The outcomes imply an outstanding feature of fault tolerance in this system with 100% fault coverage, which paves the way for bio-inspired approaches to fault tolerant design instead of the classic ones.     

一种可演化的查表式模糊逻辑控制器设计与实现

常规的模糊控制器主要通过计算机软件或单片机实现,但模糊控制器是一个高度并行的系统,实时性、自适应性要求较高,这种实现方式不能满足现代模糊控制器的设计要求.要解决这个问题必须从算法和器件结构入手.根据多值逻辑和PLA理论,提出了一种可演化的查表式模糊逻辑控制器.根据模糊逻辑控制器查询表的对称性和单调性特点,提出了一种查询表的简单生成算法.利用J门和PLA设计查询表硬件电路.以典型二阶系统模糊控制为例进行仿真实验,其结果表明了这个可演化的模糊逻辑控制器结构的可行性.     

基于TMR-EHW的高可靠性电机控制系统

为提高恶劣环境中控制系统的可靠性,将三模块冗余（TMR）容错与演化硬件（EHW）自修复相结合,实现基于TMR—EHW结构的现场可编程门阵列电机控制系统。该系统利用TMR快速发现和定位故障,屏蔽出错模块并保持容错运行,利用EHW进行自修复,使出错模块恢复正常工作,系统可靠性得到提高。