演化硬件及其进展

回顾了演化硬件的历史渊源，并讨论了演化硬件涉及的主要问题，包括作为其物质基础的大规模可编程逻辑器件和应用于其上的化算法，以及具体实现时的设计思路等。最后本文扼要介绍了演化硬件的研究及应用现状和进一步的工作。     

演化硬件研究概述

作为一门新兴的仿生技术,演化硬件（Evolvable Hardwme,EHW）由于其所具备的自主特性,自提出以来就得到人们的广泛重视。在简要介绍演化硬件定义及实现方式后,从数字型和模拟型两个方面,总结了近年来演化硬件发展中所遇到的问题及解决方式,探讨了当前演化硬件发展中仍然存在的问题,对未来发展方向进行了分析。     

基于演化硬件的电路自修复实验研究

介绍了演化硬件的概念、基本原理和实现方法,以无刷直流电机逻辑控制电路为例,对基于演化硬件的电路进化修复进行研究。通过引入单个逻辑单元故障到多个逻辑单元故障,研究电路通过进化自修复的能力。研究结果表明,无刷直流电机逻辑控制电路通过进化可以得到同等功能的不同电路拓扑结构,从而避开故障单元,使电路功能恢复,且电路的进化修复能力随故障点的增多而下降。     

基于FPGA演化硬件控制模块的设计

简单介绍了演化硬件的概念及工作原理,详细论述了演化硬件中控制模块的设计方法,并给出了控制模块部分VHDL设计程序代码和仿真波形。最后,提出了进一步实现演化电路的研究路线。     

用于癌症分子分型的虚拟可重构结构演化硬件

根据DNA微阵列数据维数高、样本少的特点,提出了一种用于癌症分子分型的演化硬件方法.该方法是基于虚拟可重构结构的演化硬件识别方法,具备灵活、高速和自适应能力强的特点,有利于建立一个拥有高数据吞吐能力、学习结果易读的高效分类系统.采用信噪比的方法进行特征选择,对选择的基因经过归一化和二值化,然后用演化硬件识别系统通过系统学习和系统分类2个阶段进行处理.急性白血病分类的硬件实验结果表明:演化硬件的识别率和识别时间分别达到了95.88%和0.12μs.     

Web服务演化综述

随着Web服务应用越来越广泛,因新的需求或自我完善的需要,服务需进行持续不断的演化,Web服务演化问题成为研究热点。首先对Web服务演化的研究进行了分类;然后从演化需求分析、演化影响分析、演化实施三个方面对现有研究进行了分析与总结;最后,针对当前研究的不足,总结了Web服务演化需要进一步加强的研究方向。     

一种训练循环神经网络的演化算法

根据演化算法具有内在的并行性、自组织、自适应和自学习性等优点,进而成功地运用到神经网络中,给出了一种能同时训练循环神经网络结构和参数的演化算法.     

一种基于演化代价约束的本体演化方法

针对本体演化方法提出粒度最小的演化基本操作,即附加演化元操作并引入了演化代价的概念;根据实体对本体影响内容的不同将其分类进行量化分析,实现了演化代价的计算方法;为减少本体演化中的演化代价,适应复杂的本体演化环境,给出一组演化操作策略集,以简化演化过程.实验结果表明,该COST启发式算法可以降低演化代价,有效减少了搜索空间并加速了演化过程.     

房产交易演化博弈分析

应用演化博弈论研究了房地产市场交易中交易主体的动态博弈行为.构建了基于非对称博弈的房产交易演化博弈模型,根据复制者动态,分析了3种情况下的演化稳定策略.结果显示一旦房产调控政策发挥应有的作用,中国房产市场将趋于平稳、理性发展.     

中立性存在的基因表达式硬件演化算法

针对硬件演化的快速收敛需求和中立存在对硬件演化的作用,提出了有向图基因表达式(GGEP)硬件演化算法。GGEP结合了基因表达式与有向图结构,是一种适用于电路演化的遗传编程方法。GGEP具有天然的中立性存在,使用适应度关联距离(fdc)对比中立存在和不存在时硬件演化的难度。电路演化实验验证了GGEP算法的有效性以及中立性存在的积极作用。实验结果表明:与其他演化算法比较,GGEP的成功率最高,二位乘法器的平均演化代数要少4~20倍;相同的算法复杂度下,中立性存在比不存在时,组合逻辑电路收敛速率提高近1倍,二位乘法器的成功率提高20%~30%。     

虚拟现实硬件产业的发展

 虚拟现实硬件行业的发展经历了由概念产品逐步向消费级产品演进的过程。目前，眩晕感、便携性和交互性3大难题，是影响虚拟现实硬件产品普及的主要因素。从硬件形态、技术路线、解决方案等方向切入，对虚拟现实硬件产业上、中、下游即零部件供应商、设备生产商和设备渠道商3个部分的发展现状进行了研究。分析了造成硬件产业3大难题的根本原因，给出了需要突破的技术标准，并展望了虚拟现实硬件产业未来的发展方向。     

一种新型的单芯片级可进化硬件系统

针对可进化硬件（EHW）系统的需求,设计实现了FDP-2-SOPC芯片,芯片中嵌入了CPU和FPGA两种IP核,可实现硬件电路的重构和进化;以该芯片为系统核心建立了一种新型的软硬件结合的单芯片级EHW系统.为了提高电路重构速度,设计了针对EHW需求的快速局部重配置技术;为提高遗传算法的执行速度,设计了专用的随机数产生器...     

嵌入式CPU软硬件协同开发中的操作系统设计

为了满足高性能嵌入式CPU软硬件协同开发的需要,提出一个嵌入式Linux操作系统设计方案,在真正的硬件完成之前利用虚拟原型系统进行软硬件集成测试。该方案基于开放源代码软件,采用精简配置的Linux Kernel,以u-Clibc和Busybox为主构成根文件系统,特别选择加入必要的基准测试程序。该系统成功应用于清华大学THUMP系列CPU开发,保证了验证的完备性,提高了验证效率,为CPU的性能优化提供了有力的支持。实验结果表明:该方案满足了验证目的和虚拟环境对操作系统设计提出的严格要求,同时为目标CPU未来运行系统提供了基础。     

基于单片机的便携式蓄电瓶快速检测仪

提出了蓄电瓶快速检测方法,并采用多功能单片机PIC16C74等技术,完成了便携式蓄电瓶快速测试仪的软件和硬件实现.     

数字散斑相关方法用于岩石结构破坏过程观测

介绍了数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理及用DSCM进行岩石力学实验观测的观测系统,用此系统进行了一个岩石圆孔结构变形破坏过程的变形场观测,实验结果显示了此种岩石结构的复杂破坏过程。岩石结构的破坏经历损伤的积累及局部化过程,结构最终沿某一局部化带发生宏观破坏,但局部化带的演化在时间和空间上均不稳定,甚至存在跳跃与竞争现象。     

Advanced ECU Software Development Method for Fuel Cell Systems

The electronic control unit （ECU） in electrical powered hybrid and fuel cell vehicles is exceedingly complex. Rapid prototyping control is used to reduce development time and eliminate errors during software development. This paper describes a high-efficiency development method and a flexible tool chain suitable for various applications in automotive engineering. The control algorithm can be deployed directly from a Matlab/Simulink/Stateflow environment into the ECU hardware together with an OSEK real-time operating system （RTOS）. The system has been successfully used to develop a 20-kW fuel cell system ECU based on a Motorola PowerPC 555 （MPC555） microcontroller. The total software development time is greatly reduced and the code quality and reliability are greatly enhanced.     

基于MEMS的惯性导航系统研究与设计

提出了一种基于MEMS的捷联式惯性导航系统硬件和软件设计方法。设计了以ARM9处理器为核心的硬件平台,介绍了核心处理器及惯性器件的选型,给出了硬件系统组成;提出了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法,给出基于该操作系统的多任务设计方法及导航算法流程;该导航系统能够实现MEMS信息的实时提取、计算、位姿输出。     

开源软件Linux内核的进化分析

开源软件各种版本的源代码和相关开发信息是软件工程研究者研究软件进化的重要数据源.文中研究了Linux的进化规律,归纳了开源软件项目的数据源及数据收集方法,并给出了Linux内核的软件进化的分析方法和相关分析结果.得出了Linux目前以超线性方式进化,而进化的主要推动力是适应系统硬件资源的进化的结论,并提出了快速测算大型开源软件复杂性的方法.     

基于单片机的智能仪表现场升级技术

介绍一种实现智能仪表现场升级的技术，此种技术的核心是运用在线可编程的数字、模拟器件来构建基于单片机的智能仪表模型，从而实现现场重构硬件和升级软件。并重点说明了基于一种智能仪表模型的具体硬软件开发方法。     

智能型高压开关柜硬件系统设计

智能化是开关设备的一个重要发展方向。探讨了智能化电器应具有的功能及实现方法，设计了智能型高压开关柜硬件系统，介绍了其总体结构和数据采集系统，开关量输入／输出电路、串行通信电路、硬件时钟与 自复位电路等主要功能电路的具体设计方案。