静电放电损伤自修复数字电路模型的建立与优化

为了使数字电路在产生故障失效后实现功能自动恢复,提高电路可靠性,基于演化硬件(EHW)原理建立了自修复数字电路模型,该模型主要包括微处理器和重配置电路2个部分。利用自修复数字电路模型实现无刷直流电机控制系统中的换相电路,并对换相电路进行了故障注入修复实验。深入分析了自修复数字电路模型对电路演化修复的影响,通过引入关键函数对自修复数字电路模型进行了改进。实验结果表明,当注入故障单元数小于总单元数的50%时,改进后的自修复数字电路模型修复率达到100%。因此,该模型能够对部分故障进行成功修复,改进的自修复数字电路模型降低了电路生成时间,提高了电路修复概率和速度。     

基于虚拟可重构平台的时序电路演化设计

目前,电路进化设计是演化硬件研究的主要方向之一。而时序电路由于存在反馈环不便于进行电路描述和软件仿真。文中对时序电路的演化设计方法进行了改进,提出了专门针对时序电路演化的虚拟可重构平台,建立起电路编码与HDL代码的映射关系。应用TEXTIO和MATLAB来辅助仿真测试过程,使测试向量数量巨大、难以处理的问题得到很好地解决。最后调用ModelSim完成了FSM的演化实验。实验结果验证了基于此平台演化时序电路的可行性和有效性。     

时序逻辑电路在片进化设计与实现

针对EHW(Evolvable Hardware)技术在电子设计自动化、容错运行、自诊断、自适应和自修复等方面的特点,借鉴传统时序电路设计的方法,建立了适应于片内进化的时序电路演化模型和基于XilinxFPGA Virtex-5(XC5VLX110T)的Microblaze软核结构,并运行GA算法对本文设计的VRC进行配置、演化.进而,利用设计的时序电路演化模型成功演化了1001检波器以及二、四、八分频器等时序逻辑电路,验证了本模型的有效性、通用性,并深入分析了演化算法中的随机数种子对演化性能的影响,可为演化算法设计提供一定的参考.     

演化电路的故障自修复设计与实现

为进一步提高电子系统在恶劣环境下的生存能力,对采用虚拟可重构电路(VRC)技术的演化电路进行电路自修复研究。根据VRC技术,建立一个可用于数字电路演化的门级电路模型,设计二进制的染色体编码。给出实现电路自主修复的工作流程,探讨进行电路故障诊断和修复的途径。在直流无刷电机控制电路中模拟宇宙单粒子烧毁逻辑门产生常见的SA错误,使电机不能正常运转。通过在线演化方法,绕过错误单元使得电机恢复转动。实验结果证明,使用演化方法可以有效解决电路中的SA故障,提高电路的可靠性。     

基于信息论的时序电路演化设计

时序电路由于存在反馈连接,因此是数字型演化硬件研究中的难点问题。为此,对时序电路的演化设计方法进行改进,提出一种针对时序电路演化的虚拟可重构平台,阐述在此平台上演化时序电路的方法。基于信息论改进电路的适应度评估方法,以目标函数和电路实测输出之间的信息熵设计适应度评估函数。实验结果表明,该方法具有较好的稳定性和全局寻优能力。     

基于HDL仿真的RS触发器演化实现方法

为解决时序电路由于存在反馈环很难实现外部演化的问题,提出了利用HDL仿真器对电路进行适应度评估,进而实现时序电路演化的方法.通过建立带反馈线的门级电路模型,将电路连接形式与电路的数学编码一一对应起来;根据电路编码写出相应的VHDL代码文件,调用ModelSim仿真软件对其进行仿真评估,得出个体适应度指导下一步演化进行....