随着电子应用技术的高速发展和系统设计的复杂化,电子电路设计技术已经越来越受到相关企业和研究人员的重视。但是传统的电路设计方法出现了设计过程繁琐,设计目标多样等诸多问题。演化硬件(EHW)技术给电路设计带来了崭新的解决方案,主要通过演化算法和目标模型来设计所需要的电子电路系统或是电路模块。本文基于电路演化理论,将负相关思想和仿生机制结合到电路演化设计中,演化出的电路模块组成的容错系统对未知环境的故障发生有更好的容错能力。本文主要研究以下三个问题:1)借鉴生物体自身容错抗扰机制的特性,发现生物神经网络系统中存在结构冗余和反馈交错的机理,通过结构冗余将子电路组成容错电路系统,建立三路冗余电路系统仿生模型,验证仿生模型冗余系统的可行性和容错能力;2)研究负相关电路演化机制,结合负相关进化思想,设计合理的适应度函数表达式和演化策略,改进电路演化算法,提升演化电路的搜索能力,提高找到相关度低的同功能电路模块的效率;3)设计异构评估方案,通过合理的度量机制分析子电路模块相关度,建立异构电路评估方案,得到更加合适的异构冗余仿生电路系统。最后,利用软件仿真模拟单点漂移、单点短路、单点断路和单点随机故障,测试组建最佳仿生冗余电路系统的容错能力,验证仿生容错电路系统设计方法的有效性。基于负相关思想的电路仿生容错设计是一种具有全新理念的电磁防护方式。通过对负相关电路演化机制的研究,组建的异构冗余电路系统具有良好的鲁棒性和稳定性,对于未知环境中故障的发生有更好的容错性能。高效稳定的负相关电路演化设计策略和异构评估机制在未来的电路设计中具有广泛的应用前景。