硬件演化原理及实现方法研究.pdfVIP

计算机测量与控制 ．2003．11(5) ● 哪 nerMeamreamat Control ·385 · 文章编号 ：1671—4598(2003)05—0385—03 中图分类号：TP301．6 文献标识码 ：A 硬件演化原理及 实现方法研 究 徐 阳，王友仁 (南京航空航天大学 自动化学院，江苏 南京 210016) 摘要 ：文章对基于 Virtex系列 FPGA的硬件外部演化技术进行 了研究，对演化算法 的流程进行 了分析 ，介绍了演 化硬件的概念 、原理、JBitsAPI软件以及 Vi~ex器件结构 。基于 JBitsAPI软件 ，采用外部演化的方式对 电路进行演化 ， 并通过仿真实例证 明了这种方法的有效性。 关键词 ：白适应硬件 ；演化电路 ；外部演化 ；JBi~；Vmex；FPGA TheoryofEvolvableHardwareandResearch on ItsRealization XU Yang。WANG You—ten (College0fAutomationEngiI咄 ，NanjingUmversi~0fAeronauticsandAstrnoauti~，Nanjing 210016，China) Ah ：Technology0fextrinsicevolvablehardware(EHW)basedonVirtexseri~ FPGAi8mtrdeuced．Theflow0fgenetic8l— go~thm i8analy~ andtheconce~0fEHW ．JBitsAPIandthearc~tecture0fVi既 seri~ FPGA8|edescribed．Thecircuiti8evolved bye~tfiosieveolutionbasedonJBitsAPIandaninstancei8 ventoprovethevali~ 0fthismethod． Keywo“Is：adap~vehardware；veolvde eircmt；extrinsicevolution；JBits；Virtex；FPGA 1 引言 演化硬件 (Evo~ableHa )，称 EHW 或 E— Hard。早在 2o世纪50年代。计算机之父YonNeumann 就提出了研制具有 自繁殖与 自修复能力的机器 的设 想。直到演化计算和大规模可编程芯片出现 ，这一设 想才成为可能。演化硬件 的概念是 由 日本 的Hugode C~Lris和瑞士联邦工学 院于 1992年同时正式提 出的， 并在近几年得到了迅速发展。演化计算为演化硬件提 供 了理论和方法学基础 ；可编程逻辑器件为演化硬件 提供了物质基础。即： 演化算法+可编程逻辑器件 =演化硬件 图 1 SGA流程示意图 2 遗传算法 流程如图 1所示。 遗传算法 (GA)是一种模拟 自然进化规律的随 3 演化硬件 机有哪些信誉好的足球投注网站算法L5 J，由美 国J．Holland教授提出，其主 要特点是群体有哪些信誉好的足球投注网站策略和群体 中个体之 间的信息交 演化硬件是指能够根据外部环境的变化 自动地改 换 ，有哪些信誉好的足球投注网站不依赖于梯度信息，尤其适用于处理传统搜 变 自身结构的硬件电路 ，以适应不同环境的要求 ，提 索方法难于解决的复杂和非线形问题。作为一种优化 高自身的性能，因此 ，它具有 自组织 、自适应、自修 算法 ，它也具有 自适应 、自组织的特性 ，本身还具有 复的功能 。 随机性和并行性。在有哪些信誉好的足球投注网站解空间时，能 以很大概率找 实现硬件的演化通常有两种方法 ：一种是外部演 到