基于CGP的數(shù)字電路進(jìn)化算法研究.pdf

1、演化硬件是一種模擬生物進(jìn)化過程的可進(jìn)化型硬件，是進(jìn)化算法與可編程邏輯器件的有機(jī)結(jié)合，可以根據(jù)周圍環(huán)境的改變來調(diào)整自身的系統(tǒng)功能，具有自適應(yīng)、自組織、自修復(fù)的特性，因而被廣泛應(yīng)用于電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。近年來隨著航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性要求也越來越高，使得硬件的設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜，隨之而來的便是電子電路設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的收斂速度慢，難以收斂、進(jìn)化時(shí)間長、不易進(jìn)化大規(guī)模電路等難題，如何有效解決這些問題是國內(nèi)外研究人員亟待解決的問

2、題。
　　電路進(jìn)化設(shè)計(jì)是演化硬件的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，它通過進(jìn)化算法搜索新穎的電路結(jié)構(gòu)，以可編程邏輯器件為載體實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)。進(jìn)化算法作為演化硬件的理論基礎(chǔ)，其性能的好壞對(duì)演化硬件的研究發(fā)展起著決定性的作用。本文從數(shù)字電路進(jìn)化設(shè)計(jì)算法入手，以笛卡爾遺傳規(guī)劃(CGP)為基礎(chǔ)，針對(duì)CGP在進(jìn)化過程中出現(xiàn)的丟失正確潛在解及適應(yīng)度停滯現(xiàn)象進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種不限定外部輸出的自適應(yīng)笛卡爾遺傳規(guī)劃，融合分級(jí)進(jìn)化的思想，將改進(jìn)后的笛卡爾遺傳

3、規(guī)劃用于復(fù)雜數(shù)字電路進(jìn)化設(shè)計(jì)中并以加法器為例成功的完成了電路進(jìn)化設(shè)計(jì)，本文研究內(nèi)容概括如下:
　　(1)首先介紹了演化硬件的工作原理和實(shí)現(xiàn)流程，然后對(duì)四種典型的進(jìn)化算法進(jìn)行了研究分析，比較了它們的異同點(diǎn)，最后對(duì)演化硬件的物理實(shí)現(xiàn)載體—可編程邏輯器件進(jìn)行了簡單介紹。
　　(2)介紹了笛卡爾遺傳規(guī)劃的工作原理，對(duì)其編碼方法，適應(yīng)度評(píng)估及進(jìn)化流程進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　(3)針對(duì)笛卡爾遺傳規(guī)劃在進(jìn)化過程中出現(xiàn)的正確潛在解容易丟