基于CGP的數(shù)字電路進化算法研究.pdf

1、演化硬件是一種模擬生物進化過程的可進化型硬件，是進化算法與可編程邏輯器件的有機結(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)計中。近年來隨著航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展，對電子電路設(shè)計的精準(zhǔn)性要求也越來越高，使得硬件的設(shè)計也越來越復(fù)雜，隨之而來的便是電子電路設(shè)計中出現(xiàn)的收斂速度慢，難以收斂、進化時間長、不易進化大規(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。
　　電路進化設(shè)計是演化硬件的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，它通過進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現(xiàn)復(fù)雜電路的設(shè)計。進化算法作為演化硬件的理論基礎(chǔ)，其性能的好壞對演化硬件的研究發(fā)展起著決定性的作用。本文從數(shù)字電路進化設(shè)計算法入手，以笛卡爾遺傳規(guī)劃(CGP)為基礎(chǔ)，針對CGP在進化過程中出現(xiàn)的丟失正確潛在解及適應(yīng)度停滯現(xiàn)象進行了改進，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，融合分級進化的思想，將改進后的笛卡爾遺傳

3、規(guī)劃用于復(fù)雜數(shù)字電路進化設(shè)計中并以加法器為例成功的完成了電路進化設(shè)計，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現(xiàn)流程，然后對四種典型的進化算法進行了研究分析，比較了它們的異同點，最后對演化硬件的物理實現(xiàn)載體—可編程邏輯器件進行了簡單介紹。
　　(2)介紹了笛卡爾遺傳規(guī)劃的工作原理，對其編碼方法，適應(yīng)度評估及進化流程進行了詳細(xì)介紹。
　　(3)針對笛卡爾遺傳規(guī)劃在進化過程中出現(xiàn)的正確潛在解容易丟