可进化硬件平台分析-微电子学与固体电子学专业论文.docx

A b stT a e t二e。吐 gurab l。‘’n e饰 o rk o n ehiP ，’伽 O C ) P ro to tyP e. T h e k ey m o d u les o f the N O Ce 瓦 P a red e sig n e d to P ro v id e t w o f ea t ure s : re c o 而 g u ra b le n e t w o r k to P o lo g y a n dre e o 曲 g u r a b le n o d e s .S im u la tio n a n d F P G A v a lid a tio n sh o w th a t th e P ro P o se d N O CP ro totyP e 九netion s co rrectly an d th e n etw ork can suP P ort a m ax iu m thro ug坤 ut o finjectin g 0 .7 p ack ets of d ata P er n o d e P er cy cle in a set p att em ·K e y w o rd s : E volv ab le h ardw are，L u T lev el evolution ，m odule Iev el ev olution ，o n 一c h iP le v e l e v o lu tio n ，n e t w o rk le v e l e v o lu tio n111第 ! 童 绪 论第 1 章绪 论本 章 将 介 绍 可 进 化 硬 件 (Evo lva b le H二 dw ar e，EHW ) 的概 念 与 原 理 ， 总 结 国 内外 的研 究 概 况 ，引 出可 进 化 硬 件 平 台 的概 念 及 其 研 究 意 义 ，通 过 讨 论 各 类 型 可 进 化 硬 件 平 台 的优 缺 点 ，指 出本 文 研 究 方 向 的 定 位 及 意 义 ，最 后 列 出 本 文 的主 要 工 作 及 创 新 。1.1 可 进 化 硬 件 的概 念 与 背 景可 进 化 硬 件 (EHW) 是 这 样 一 种 系 统 ， 以 实 现 一 种 满 足 目标 需 求 的硬 件 为 目 的 ，模 拟 自然 选 择 和 生 物 进 化 过 程 ，在 进 化 算 法 的 指 导 下 ，通 过 系 统 的 自我 演 化 来 寻 找 合 适 的 解 决 方 案 ，它 能 够 自适 应 地 和 动 态 地 改 变 和 调 整 自身 的 电路 结 构 和 系 统 行 为 ， 直 到 找 到 适 合 的 硬 件 来 完 成 预 设 的 功 能 [’][2] 。广 义 的 可 进 化 硬 件 系 统 包 含 了 各 种 硬 件 系 统 ，有 最 常 见 的 可 进 化 电 路 系 统 ， 还 有 可 进 化 机 械 系 统 、可 进 化 微 机 械 系 统 和 可 进 化 光 学 系 统 等 。本 文 主 要 讨 论 狭 义 的 可 进 化 硬 件 系 统 ， 即 可 进 化 硬 件 电路 系 统 。可 进 化 硬 件 电 路 系 统 的 研 究 始 于 二 十 世 纪 90 年 代 初 的 日 本 ， M an g e 和 H igu chi 两 位 研 究 者 分 别 从 两 个 方 向 开 始 对 可 进 化 硬 件 电 路 系 统 进 行 研 究 。 Ma ng e 致 力 于 将 可 进 化 硬 件 应 用 于 电路 系 统 的 自修 复 与 自复 制 ，即 通 过 对 环 境 的 适 应 达 到 容 错 的 目的 [3]，如 今 ，这 个 方 向 的研 究 成 果 在 自适 应 自修 复 系 统 、 自动 控 制 系 统 、智 能 机 器 人 和 模 式 识 别 等 [4]方 面 得 到 了应 用 。而 H ig u C h i 则 致 力 于 用 可 进 化 硬 件 来 获 得 新 的 电路 结 构 [s]l 6j， 如 今 ， 在 这 个 方 向 ，研 究 人 员 通 过 进 化 的 方 法 获 得 了 一 些 传 统 设 计 方 法 无 法 设 计 出 来 的 优 秀 的 电 路 [vJ[81， 典 型 应 用 场 合 为 非 线 性 图 像 滤 波 系 统 等 复 杂 数 字 电路 设 计 和 模 拟 电路 的 可 进 化 设 计 。这 些 工 作 开 创 了一 个 新 兴 的 领 域 ，它 将 进 化 算 法 与 硬 件 电 路 系 统 有 效 的 结 合 在 一 起 ，不 仅 开 拓