基于FPGA的遺傳算法實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、迄今為止，對遺傳算法的研究主要以軟件實(shí)現(xiàn)為主，在速度上往往受到本質(zhì)是串行計(jì)算的計(jì)算機(jī)的制約，使其在實(shí)時(shí)性要求高的場合的應(yīng)用受到了限制。因此，采用硬件化設(shè)計(jì)具有重要的意義。 本文首先對遺傳算法三個(gè)基本算子的機(jī)理及其運(yùn)行過程進(jìn)行深入分析，依據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，確定了合適的選擇算子、交叉算子和變異算子，并且確定了遺傳算法的運(yùn)行參數(shù)。然后依據(jù)算法要求以及現(xiàn)場可編輯門陣列（FPGA）的特點(diǎn)進(jìn)行模塊劃分與電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體包括初始化群體、適應(yīng)

2、度計(jì)算、選擇、交叉、變異、群體存儲(chǔ)等功能模塊。接著詳細(xì)分析了各模塊的功能、端口連接、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，并利用硬件描述語言編寫源代碼實(shí)現(xiàn)各模塊功能，經(jīng)過功能仿真、綜合、布局布線、時(shí)序仿真、下載等一系列步驟，最終在Xilinx的Spartan 3系列XC3S400－4PQ208芯片上實(shí)現(xiàn)。整個(gè)設(shè)計(jì)流程在Xilinx的ISE 6.2集成環(huán)境下完成。利用具體的測試函數(shù)檢驗(yàn)算法性能，與軟件實(shí)現(xiàn)作比較，其測試結(jié)果顯示：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了遺傳算法的基本功能，對于設(shè)