硬件内部进化原理及其实现

研究了如何实现硬件的内部进化;讨论了实现硬件内部进化的3个条件:物质基础RC1000板卡、进化算法HereBoy和实时重构接口JBits;给出了硬件内部进化的具体流程,其实质是采用JBits对RC1000板卡上的FPGA进行实时部分重构;实例证明基于JBits API、RC1000板卡和遗传算法实现硬件内部进化是可行的;对不同编码方法及不同进化资源条件下,收敛速度加以比较,结果表明:采用多参数级联编码法,协同进化LUT及其连线,显著改善了收敛速度。

基于函数级FPGA原型的硬件内部进化

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 。

基于Handel-C的完全内部硬件进化设计

目前常规的EDA技术用于设计硬件电路时,存在着诸如硬件出现故障时不能自动修复,硬件缺乏自适应性等难以克服的困难。而硬件进化(Evolvable Hardware)具有自组织、自适应和自修复功能,能适应不同的环境要求和提高自身性能的特性。Handel-C是一种起源于ISO/ANSI-C的硬件设计描述语言,利用Handel-C可以复用大量成熟的C语言算法程序,并在FPGA上得以实现,真正做到了用软件方法来设计硬件。根据FPGA动态重构的特点,设计适合完全内部硬件进化的遗传算法和染色体解码器,以四选一数据选择器作为目标进化电路,并用Handel-C语言编程实现,最终在FP-GA上成功地实现了完全内部硬件进化电路。该设计的实现对有效缩短硬件进化的进化周期,提高进化电路的可靠性等有着非常重要的意义。