【摘 要】
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随着演化思想在数字电路进化设计中的应用,基于演化硬件的电子电路系统具有自组织、自适应以及自修复的能力,数字电路进化设计进入了一个全新的研究时代。由于FPGA具有普遍适用性以及可实现在线重构的特点,被广泛应用于各电子电路中,涉及多种领域尤其是航空航天领域。基于FPGA的电子系统面对复杂的环境,如高空、深海、极高或极低温、强电磁环境等极端恶劣环境,其性能可能会受到干扰而退化或发生故障,一旦发生故障几乎
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随着演化思想在数字电路进化设计中的应用,基于演化硬件的电子电路系统具有自组织、自适应以及自修复的能力,数字电路进化设计进入了一个全新的研究时代。由于FPGA具有普遍适用性以及可实现在线重构的特点,被广泛应用于各电子电路中,涉及多种领域尤其是航空航天领域。基于FPGA的电子系统面对复杂的环境,如高空、深海、极高或极低温、强电磁环境等极端恶劣环境,其性能可能会受到干扰而退化或发生故障,一旦发生故障几乎不可能实现人工修复,这就要求基于FPGA的电子系统必须具有较强的抗干扰能力或在线修复能力。本文基于FPGA进行了基于二次寻优的在线进化冗余修复研究。主要研究内容:（1）研究了一种脉动阵列SA,并结合笛卡尔遗传规划对电路进化的演化算法进行改进,该方法能有效地提高电路的进化速度和资源利用率。（2）对电磁环境作用下的现场可编程门阵列FPGA可能产生的各种故障进行分析研究,同时对典型故障修复技术进行分析,以二位乘法器为例进行实验研究。（3）提出了一种利用二次寻优方法对电磁环境作用下的FPGA故障进行修复,该方法将局部寻优机制应用到冗余修复技术中,并利用冗余节点对FPGA的故障单点进行替换修复。实验结果表明,本文提出的基于二次寻优的故障冗余修复技术能够有效提高FPGA的故障修复速率,缩短了故障修复所需的时间。
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