基于FPGA動態(tài)部分重構的數字系統(tǒng)在線演化技術研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、演化硬件（Evolvable Hardware，EHW）結合了可編程邏輯器件與演化算法（Evolutionary Algorithm，EA），可根據環(huán)境變化改變自身結構和行為。目前，EHW領域研究熱點是在同一片現(xiàn)場可編程門列陣（Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA）芯片上實現(xiàn)可演化硬件電路與EA，構成基于片上可編程系統(tǒng)的自演化系統(tǒng)?，F(xiàn)代SRAM型FPGA支持動態(tài)部分重構，可實時在線改變系統(tǒng)部分模塊配置，調

2、整電路結構與功能。針對當前基于虛擬可重構電路的EHW實現(xiàn)方式演化復雜電路時資源開銷和延時較大的問題，本文利用FPGA動態(tài)部分重構技術實現(xiàn)EHW，研究其在線演化技術。
　　本研究主要內容包括：⑴分析了EHW研究現(xiàn)狀及存在問題，通過比較各種FPGA動態(tài)部分重構技術優(yōu)缺點，選擇早期獲取部分重構（Early Access Partial Reconfiguration，EAPR）技術實現(xiàn)EHW。介紹了系統(tǒng)硬件平臺Xilinx Virtex

3、-5 FPGA開發(fā)板ML507及其軟件開發(fā)環(huán)境概況。⑵以軟核微處理器作為自重構控制器，采用EAPR技術實現(xiàn)了自重構系統(tǒng)的設計，包括可重構模塊的預設計、片上可編程系統(tǒng)硬件平臺搭建、可重構IP核定制、系統(tǒng)軟件設計、算子核位流庫的產生等，并以算術運算單元的自主重構為例驗證了該系統(tǒng)的可行性。⑶對自重構系統(tǒng)中可重構IP核的電路結構進行了擴展和改進，將其定制為可演化IP核；并在自重構控制器上運行EA，實現(xiàn)了基于FPGA動態(tài)部分重構的自演化數字系統(tǒng)，

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