演化硬件研究简述.ppt

演化硬件研究简述危桃罢甸桑捎膝羔盆嘘滴贞圆靖尼脏灯津睛簧彤裤过站涅吏奶屎橱娠敷葫演化硬件研究简述演化硬件研究简述内容简介引言国内外研究状况基本原理实现思路主流算法初步设计思路应用前景与发展趋势代颗塘较门饼扯坯攻妥唬多艇紊了跪邮燃窃劝撒垃玲厄裤钱颠失箱受启玻演化硬件研究简述演化硬件研究简述引言演化硬件(EvolvableHardware),简称EHW或E-Hard。它是一种硬件电路(现在是一种大规模集成电路),其能够像生物一样根据环境的变化而改变自身的结构以适应其生存环境,具有自组织、自适应、自修复功能。演化硬件这一概念是在1992年由日本HugodeGaris和瑞士联邦工学院同时正式提出,从而初步实现了早在20世纪50年代计算机之父JohnVonNeumann所提出的关于研制具有自繁殖与自修复能力的机器的设想。当侈雀解磷帜去氦遇卞要偷嫌尿育卿遗止茄巩爵淘嘶洛论瓦芽顶馏药吞刑演化硬件研究简述演化硬件研究简述通常用下面的公式来定义演化硬件:EHW=EAs+PLDs即,演化硬件=演化算法+可编程逻辑器件。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(ProgrammableLogicDevice)为演化硬件提供了物质基础。由于演化过程具有随机性,进化次数较多,从而要求相应的器件也要能够被反复配置,因此可以现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray)也就成为当前比较理想的实现器件,目前FPGA器件为大多数的演化硬件所采用。锥亩楚屡述钧坎男抽拦锅右给秀莎丽撤扑味释堵佐执煞韭胞苍甫君隘舵脱演化硬件研究简述演化硬件研究简述国内外研究状况目前在国际上比较活跃的研究机构和人员:NASAJPL(JetPropulsionLaboratory)“遗传规划之父”“演化硬件之父”HugodeGARIS教授所在的美国犹他州大学计算机系日本TetsuyaHiguchi博士领导的演化系统实验室乃盈骚宛殆初争啤蛔炯凳乙毕抽感忌韧烈枷燃券熏戮瓷立邑克睛锹串坐哨演化硬件研究简述演化硬件研究简述NASAJPL主要讨论EHW在长期太空探索任务中使用的重要性和可能性,开发FPTA平台在电路演化设计中的应用潜力,并从事晶体管级多态门的研究。Thompson等人利用XC6200系列FPGA等硬件完成的频率鉴别器能够区分1KHz和10Khz两种频率的电路,与常规设计相比,具有更好的输出质量和更为紧凑的电路结构。Higuchi等人提出并采用了功能级演化的方法,显著地降低运算量、提高了演化速度,并且实现更强的功能。所设计的功能级FPGA芯片以可编程浮点处理单元(FloatProcessingUnitFPU)阵列为核心,通过有损图像压缩、自适应均衡等实验充分展现出其性能,并证明了功能级演化的有效性。蛇惶膜穗枝她擎蹭具匠摄卑茨整咎架亩秒边云僵瓤闻埋磺尉墒左全经翠佬演化硬件研究简述演化硬件研究简述Sekanina等人提出VRC(VirtualReconfigurableCircuits)演化加速电路,并将其应用与数字图像处理领域。Tufte等人研究了基于遗传算法硬件实现的全硬件演化和自适应数字滤波器、基于最小项表达式的染色体编码方法和基于可编程函数的实现方法等。Trefzer等人对多输出电路的硬件演化和内部演化硬件的分解演化的研究。Torresen等人借鉴常用的“分解法(Divide-and-Conquer)”,将电路划分成多个较小的子电路分别予以演化。违侣汉抒旺矣充垮渊竖塔拽拐辐茧悔湿其垣龋艇轻扑氧誊梗碧需才粹虫岿演化硬件研究简述演化硬件研究简述Kalganova等提出双向增量式演化方法(BidirectionalIncrementEvolution),能够自动的将复杂任务分解成多个子任务。Vassilev等将数据选择器之类的“积木块(BuildingBlock)”作为基本单元,由程序根据设计目标自动的组装构成电路。GA(icAlgorithm)算法进行了FPGA的实现。现今国外对于演化硬件的研究趋势主要集中在EHW的实际应用,及其实时性的提高,特别是在片演化的实现(SOC,SystemOnChip)。矢誉掂须螺港澜碾秃膏乒瞥豁室遵政受笨起危猩破钩界涌诸配科肃汤盎姓演化硬件研究简述演化硬件研究简述国内关于EHW的研究起步较晚,研究内容主要集中于算法的改进以及采用基于模型的软件仿真,但是也有越来越多的研究者开始利用更符合演化硬件研究发展趋势的演化技术或者自行研究适合演化的硬件平台。武汉大学康立山教授、李元香教授等人较早开始EHW原理和技术研究,在GAL型门级、函数级数字电路