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摘要
进化硬件是一种将进化算法与可重构设备相结合的硬件系统。它的不同之处是在于其具有自组织、适应和自我修复的能力,新智能电路和芯片设计中的主要问题已经被硬件的发展解决了。航空航天器的高可靠性和长期可用性的实现具有重要意义。文章中介绍了进化硬件的原理,并对于平台算法早熟和慢收敛的缺点,对于原来的算法进行了修改。并且,它阐述了不相同类型数字电路的演变差异,并利用典型电路为例进行了单独演变。对于结果进行了具体比较和分析,以验证用于演化不同类型电路的算法的有效性。Evolvable Hardware研究的起源可以说是从1960年开始的.Von Neumann开发的具有自我修复和自我复制功能的机器的想法。它是一种硬件电路,并且可以根据环境的变化改变自身结构,从而达到适应环境的要求。它一直被称为"仿生硬件",因为它具有生物适应性,自组织性,自愈性。其在航空航天电子系统和航空航天中具有非常大的应用潜力。近年来,太空探索活动十分频繁,航天器和航天飞机等航天器的长期可靠性和可维护性已成为关键问题。演化硬件的自愈性可以使航天器能够在太空中进行自我修复,延长它的使用寿命,可以增强系统的可靠性和可用性。电路演化设计就算是研究进化硬件的重要方向,但到时至今日,进化设计所能处理、解决的电路的规模和类型都是十分有限的,硬件的大小和算法的速度十分有限是其根本问题。所以,开发专用的硬件演进芯片箭在弦上。本文对原有的进化算法进行了完善,改正了原算法中的一些不足,使硬件演化的类型变得更加广泛、实用。本文首先简述了硬件演化的原理,然后整体介绍了改进算法,最后讨论了这几种数字电路的演化差异,并通过进化得到了效果较好的电路。
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