基于Handel—C语言的FPGA设计

对于以ISO／ANSI—C为基础的程序设计语言Handel—C，可利用Celoxiea DK设计工具将Handel—C的源代码编译成能直接针对FPGA目标的网表(Netlist)，而无需VHDL／Verilog的中间步骤，最后利用FPGA布线工具直接将Netlist下载到FPGA上。文中在分析Handel—C语言的FPGA开发流程的基础上，将Handel—C与VHDL设计进行对比分析，揭示了Handel—C在电路算法级设计方面的优势，而且设计效率也大大提高。     

求解TSP问题的遗传算法硬件实现

旅行商问题(TSP)是一个经典的、易于描述却难以处理的组合优化问题,被证明属于NP完全问题,在实际中有着广泛的应用,因此快速、有效地解决TSP问题有着重要的实际应用价值.遗传算法是一种模拟生物进化启发式全局优化搜索算法,在组合优化领域得到了相当广泛的研究.文中根据硬件的特点,用遗传算法来求解TSP问题,并用Handel-C语言对算法进行编程,最终在FPGA上实现对TSP问题的求解,真正做到了用软件的方法来设计硬件,有效地缩短了系统实时响应周期,提高了系统的可靠性,为设计高速运行的复杂算法提供了可能.     

基于Handel-C语言的FPGA设计

对于以ISO/ANSI-C为基础的程序设计语言Handel-C,可利用CeloxicaDK设计工具将Handel-C的源代码编译成能直接针对FPGA目标的网表(Netlist),而无需VHDL/Verilog的中间步骤,最后利用FPGA布线工具直接将Netlist下载到FPGA上.文中在分析Handel-C语言的FPGA开发流程的基础上,将Handel-C与VHDL设计进行对比分析,揭示了Handel-C在电路算法级设计方面的优势,而且设计效率也大大提高.     

基于函数级FPGA原型的硬件内部进化

电路进化设计是现阶段可进化硬件（EHW）研究的重点内容，针对制约进化设计能力的主要“瓶颈”，该文提出并讨论了一种简洁高效的内部进化方法，包括基于函数变换的染色体高效编码方案，与之配套的函数级FPGA原型和进化实验平台以及在线评估与遗传数自适应方法等，交通灯控制器，4位可级联比较器等相对复杂且具应用价值的电路的成功进化，证明该方法适用于组合，时序电路的进化设计，并可显著地减少运算量，提高进化设计的速度和规模。     

基于可进化硬件的容错技术及其原理

可进化硬件客错技术是一种模仿生物进化过程的容错方法。随着进化算法的发展和可编程器件的应用，现已成为世界各国容错计算技术领域新的研究方向。可进化硬件容错技术不是采用传统的静态冗余技术实现容错，而是利用可进化硬件本身固有的特性实现客错。本文重点论述了可进化硬件技术的两个基本要素，即进化算法和可编程器件；并分析了可进化硬件的容错原理和实现方法。     

基于生物学的电子电路设计

介绍了可进化硬件的机理和相关技术,着重阐述了一种基于进化论中遗传算法的大规模电子电路设计方法,分析了如何通过可进化硬件的机理来实现复杂系统的高容错性设计。介绍了进化电子电路设计的设计架构及基本设计步骤,实现进化电子电路设计的设计环境。展望了基于可进化硬件思想的电子电路设计的发展前景。     

硬件内部进化原理及其实现

研究了如何实现硬件的内部进化;讨论了实现硬件内部进化的3个条件：物质基础RCl000板卡、进化算法HereBoy和实时重构接口JBits;给出了硬件内部进化的具体流程,其实质是采用JBits对RC1000板卡上的FPGA进行实时部分重构;实例证明基于JBitsAPI、RCl000板卡和遗传算法实现硬件内部进化是可行的;对不同编码方法及不同进化资源条件下,收敛速度加以比较,结果表明：采用多参数级联编码法,协同进化LUT及其连线,显著改善了收敛速度。     

进化型硬件及其基本构成

本文介绍一种1992年以后出现的新的硬件研究的流派－进化型硬件。它由5个部分构成,但核心是可编程元件和遗传算法。这种硬件将在人们不能完全预测的未知的环境与极限状态中,以其实时、高效的处理能力而被青睐。     

进化型硬件及其基本原理

介绍一种新的硬件研究流派--进化型硬件。对其基本原理、构成、分类及应用情况进行了详细讨论,最后对进化型硬件的发展做了展望。     

进化型硬件的一种实现方法

遗传算法和可编程器件的融合,形成了进化型硬件。本文介绍采用可编程器件GAL16V8实现硬件进化的方法和系统构成,并使其中一个逻辑宏单元成功地进化成8选1多路选择器。     

基于Handel-C的电容器组投切控制设计

在电力传输过程中，由于大量无功功率的存在，不可避免地导致线路损耗的增加，给用电设备安全运行带来了隐患。因此，改善和提高电网运行质量，必须对电网进行无功功率补偿。采用电容器组进行无功功率补偿，提出一种将循环投切和编码投切控制方式结合起来的投切控制策略。这种控制策略不仅大大提高无功功率补偿精度，而且可以延长整体电容器组的使用寿命。整个软件系统采用Handel-C语言进行编程，并最终在FPGA上实现电容器组投切控制功能。     

基于Handel-C的电容器组投切控制设计

在电力传输过程中,由于大量无功功率的存在,不可避免地导致线路损耗的增加,给用电设备安全运行带来了隐患。因此,改善和提高电网运行质量,必须对电网进行无功功率补偿。采用电容器组进行无功功率补偿,提出一种将循环投切和编码投切控制方式结合起来的投切控制策略。这种控制策略不仅大大提高无功功率补偿精度,而且可以延长整体电容器组的使用寿命。整个软件系统采用Handel-C语言进行编程,并最终在FPGA上实现电容器组投切控制功能。     

基于Handel-C的伪随机数发生器的设计与实现

伪随机数发生器在硬件进化、通信、信息加密甚至在其它信号处理如噪声的产生和测试数据等方面都有着非常重要的应用。结合Handel-C语言和CA(Cellular Automata)的特点,按一定的规则数,利用混合CA90和CA150算法规则来设计伪随机数发生器,并用Handel-C语言对其进行描述。从仿真运行的结果来看,产生的随机序列的周期非常之长,且随机特性好,最后通过FTU2下载工具最终在FPGA上实现了硬件电路功能,为实现产生高速随机序列提供了一种实用的设计方法。     

基于独立演化系统的演化硬件实验

演化硬件是指能利用进化算法实现自修复和自适应的硬件。融合了电路自动设计、可重构硬件、人工智能和自治系统等相关内容它不仅是一种具有自适应与自修复特性的仿生物态硬件电路,是新兴的仿生电子学的主要研究内吝之一,而且是一种新颖的硬件设计思想与方法。该文设计了一种基于FPTA的DSP独立演化系统,并对外部演化结果进行下载测试,实现了对外部演化结果的检验通过测试证明该演化系统适用于FPTA单细胞或多细胞演化实验。     

基于独立演化系统的演化硬件实验

演化硬件是指能利用进化算法实现自修复和自适应的硬件。融合了电路自动设计、可重构硬件、人工智能和自治系统等相关内容。它不仅是一种具有自适应与自修复特性的仿生物态硬件电路,是新兴的仿生电子学的主要研究内容之一,而且是一种新颖的硬件设计思想与方法。该文设计了一种基于FPTA的DSP独立演化系统,并对外部演化结果进行下载测试,实现了对外部演化结果的检验。通过测试证明该演化系统适用于FPTA单细胞或多细胞演化实验。     

使用常规IC的演化硬件电路设计实例

在讨论了EHW运行机制及其在一般硬件实验环境中所面临问题的基础上,具体针对一种分频电路进行了基于常规计算设备和普通TTL芯片的演化研究和具体实现,进而完成了能以闭环方式进行系统演化的实验环境;运行结果表明,该方式既从原理上保留了演化硬件的全部特点,又在一定程度上摆脱了对FPGA等类型可编程芯片和相关软件环境的依赖,可以在此基础之上有效地进行多种演化策略和演化方式的研究,具有一定的实用价值。     

以FPGA和QUARTUS为基础平台的EHW环境实现

在讨论了EHW运行机制的基础上,论述了基于FPGA芯片和QUARTUS Ⅱ开发工具的EHW平台,详细介绍了Tcl脚本语言以及利用批处理技术实现VHDL程序自动处理和配置数据流文件自动下载的具体技术方法。进而,设计并实现了能以闭环方式进行系统演化的实验环境,并在此基础上有效地进行了多种演化策略和进化方式的研究。     

演化硬件技术在嵌入式计算机系统中的应用

演化硬件是一个新兴的研究领域,在嵌入式系统中有很多应用,实验证明:应用演化硬件技术中的遗传算法能很好解决嵌入式系统中的软硬件划分问题,而且还可以进行自适应、自修复,开拓了硬件设计自动化的新途径。