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文檔簡介
1、汲取生物進(jìn)化精髓而進(jìn)行的可進(jìn)化型硬件研究,展示了一種全新的電路設(shè)計方法,效仿生物進(jìn)化,利用進(jìn)化計算技術(shù)配置電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)以獲得所需的功能。電路進(jìn)化設(shè)計作為可進(jìn)化型硬件研究的重要分支,通過進(jìn)化算法的組合優(yōu)化和全局搜索能力,能夠?qū)崿F(xiàn)電路自動設(shè)計、自適應(yīng)與容錯,具有常規(guī)設(shè)計方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。隨著電子電路系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大,電路進(jìn)化設(shè)計呈現(xiàn)了收斂速度和規(guī)模瓶頸。如何有效解決電路進(jìn)化設(shè)計的規(guī)模和速度問題,是當(dāng)前國內(nèi)外亟待解決的開放性問題。
2、 本文研究數(shù)字電路進(jìn)化設(shè)計的優(yōu)化算法,在遺傳算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大膽改進(jìn)和創(chuàng)新,優(yōu)化了傳統(tǒng)遺傳算法,并提出了一種模塊化進(jìn)化算法,概括如下:
(1)在全面分析遺傳算法的基本思想和設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,研究了新的適應(yīng)度評估方法和進(jìn)化策略。通過適應(yīng)度共享與加權(quán)改進(jìn)了適應(yīng)度評估方案,通過研究增大選擇基群、“蜂王”交配和分段交叉等優(yōu)化方法改進(jìn)了遺傳操作,改進(jìn)后的遺傳算法收斂速度和成功率都大大提高,實(shí)現(xiàn)了電路進(jìn)化設(shè)計的顯著優(yōu)化。
3、> (2)針對傳統(tǒng)遺傳算法在大規(guī)模復(fù)雜數(shù)字電路中呈現(xiàn)的成功率低、收斂困難的普遍問題,提出了一種模塊化進(jìn)化算法,將局部解和子電路封裝為模塊,不但保護(hù)優(yōu)秀基因片段不被破壞,而且使復(fù)雜電路得到簡化。
(3)針對模塊化進(jìn)化算法應(yīng)用中電路表現(xiàn)形式的特殊性,提出了以節(jié)點(diǎn)為基本單元的圖表形式的編碼方法,研究了遺傳操作及進(jìn)化流程,并以加法器和乘法器為例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計。與傳統(tǒng)遺傳算法相比,模塊化進(jìn)化算法在復(fù)雜電路進(jìn)化設(shè)計中優(yōu)勢明顯,成
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