基于可进化硬件的容错技术及其原理

1

作者 龚健 杨孟飞 《控制工程（北京）》 2005年第5期20-28,共9页

可进化硬件客错技术是一种模仿生物进化过程的容错方法。随着进化算法的发展和可编程器件的应用，现已成为世界各国容错计算技术领域新的研究方向。可进化硬件容错技术不是采用传统的静态冗余技术实现容错，而是利用可进化硬件本身固有... 可进化硬件客错技术是一种模仿生物进化过程的容错方法。随着进化算法的发展和可编程器件的应用，现已成为世界各国容错计算技术领域新的研究方向。可进化硬件容错技术不是采用传统的静态冗余技术实现容错，而是利用可进化硬件本身固有的特性实现客错。本文重点论述了可进化硬件技术的两个基本要素，即进化算法和可编程器件；并分析了可进化硬件的容错原理和实现方法。 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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基于函数级FPGA原型的硬件内部进化 被引量：36

2

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

3

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

4

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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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

5

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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逻辑电路的进化设计与在线评估 被引量：8

6

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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模拟电路自动设计的多目标自适应进化方法 被引量：1

7

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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电子设计自动化的人工进化实现途径 被引量：1

8

作者 赵曙光 杨万海 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期37-39,52,共4页

电路进化设计仿照生物进化原理,通过进化计算配置电路或系统的内部结构来获得预期的电路功能。本文简述了电路进化设计的基本原理和发展概况,通过实例说明其实现步骤和关键技术,并且讨论现存的主要问题及相关的研究方向。

关键词 电路自动设计 电子设计自动化 可进化硬件

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一种改进的遗传算法进化有限状态机

9

作者 杨波 徐渊 +1 位作者 朱明程 李广军 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期196-198,209,共4页

提出了一种改进的遗传算法,针对有限状态机中输出矢量与状态转移相关的特性,将配置有限状态机的染色体分解为状态转移基因和输出矢量基因进行分阶段的进化实验。实验结果表明同传统的进化算法相比,这种分阶段进化的遗传算法降低了有限... 提出了一种改进的遗传算法,针对有限状态机中输出矢量与状态转移相关的特性,将配置有限状态机的染色体分解为状态转移基因和输出矢量基因进行分阶段的进化实验。实验结果表明同传统的进化算法相比,这种分阶段进化的遗传算法降低了有限状态机进化过程中的复杂度,有效地提高了进化性能。 展开更多

关键词 可进化硬件 有限状态机 基因 遗传算法

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基因算法加速器与芯片级进化研究 被引量：1

10

作者 卜海祥 杨华秋 +3 位作者 段欣 陈利光 来金梅 鲍丽春 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期258-261,共4页

为改进芯片级进化速度,提出在可进化系统芯片FDP2009-2-SOPC中嵌入基因算法加速器的思想。采用硬件随机数方法优化芯片级进化中的基因算法,通过改变嵌入式CPU中的基因操作,优化芯片级进化流程。在包含基因算法加速器的可进化系统芯片FDP... 为改进芯片级进化速度,提出在可进化系统芯片FDP2009-2-SOPC中嵌入基因算法加速器的思想。采用硬件随机数方法优化芯片级进化中的基因算法,通过改变嵌入式CPU中的基因操作,优化芯片级进化流程。在包含基因算法加速器的可进化系统芯片FDP2009-2-SOPC上进行流片测试,结果表明,该基因算法加速器的性能及芯片级进化速度有较大提升。 展开更多

关键词 可进化硬件 可进化系统芯片 基因算法

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基于遗传算法的可进化模拟滤波器的实现

11

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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基于均匀设计的多目标自适应遗传算法及应用 被引量：10

12

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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基于自适应遗传算法的模拟电路自动设计方法 被引量：5

13

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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利用自适应遗传算法实现模拟电路自动设计 被引量：5

14

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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一种星载控制计算机智能容错方法 被引量：4

15

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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生物启发的容错计算技术研究 被引量：2

16

作者 郑瑞娟 王慧强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第4期30-34,共5页

作为复杂的长寿系统的标志性特性,容错性由传统的技术实现起来极为困难。受复杂的生物系统的高度容错性启发,文章以POE模型为基础研究了生物启发的容错计算技术的三个主要领域(胚胎电子学、免疫电子学和可进化的硬件),介绍了胚胎电子细... 作为复杂的长寿系统的标志性特性,容错性由传统的技术实现起来极为困难。受复杂的生物系统的高度容错性启发,文章以POE模型为基础研究了生物启发的容错计算技术的三个主要领域(胚胎电子学、免疫电子学和可进化的硬件),介绍了胚胎电子细胞阵列的层次结构及容错策略;论述了免疫电子学的重要成就、免疫-胚胎电子学的一般结构和抗体学习及可进化的硬件的主要机理;讨论了生物启发容错计算的研究前景。 展开更多

关键词 容错 生物启发 免疫电子学 胚胎电子学 可进化的硬件

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