遺傳算法是一種基于自然選擇原理的優(yōu)化算法,在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是,遺傳算法使用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)時(shí),會(huì)隨著問(wèn)題復(fù)雜度和求解精度要求的提高,產(chǎn)生很大的計(jì)算延時(shí),這種計(jì)算的延時(shí)限制了遺傳算法在很多實(shí)時(shí)性要求較高場(chǎng)合的應(yīng)用。為了提升運(yùn)行速度,可以使用FPGA作為硬件平臺(tái),設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)完成遺傳算法。和軟件實(shí)現(xiàn)相比,硬件實(shí)現(xiàn)盡管在實(shí)時(shí)性和并行性方面具有很大優(yōu)勢(shì),但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的靈活性不足、通用性不強(qiáng)。本文針對(duì)上述矛盾,使用基于功能的模塊化思想,將基于FPGA的遺傳算法硬件平臺(tái)劃分成兩類(lèi)模塊:系統(tǒng)功能模塊和算子功能模塊。針對(duì)不同問(wèn)題,可以在保持系統(tǒng)功能模塊不變的前提下,選擇不同的遺傳算子功能模塊完成所需要的優(yōu)化運(yùn)算。本文基于Xilinx公司的Virtex5系列FPGA平臺(tái),使用VerilogHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊、隨機(jī)數(shù)接口模塊、存儲(chǔ)器接口/控制模塊和系統(tǒng)控制模塊等系統(tǒng)功能模塊,以及基本位交叉算子模塊、PMX交叉算子模塊、基本位變異算子模塊、交換變異算子模塊和逆轉(zhuǎn)變異算子模塊等遺傳算法功能模塊,構(gòu)建了系統(tǒng)功能構(gòu)架和遺傳算子庫(kù)。該設(shè)計(jì)方法不僅使遺傳算法平臺(tái)在解決問(wèn)題時(shí)具有更高的靈活性和通用性,而且維持了系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定。本文設(shè)計(jì)了多峰值、不連續(xù)、不可導(dǎo)函數(shù)的極值問(wèn)題和16座城市的旅行商問(wèn)題 (TSP)對(duì)遺傳算法硬件平臺(tái)進(jìn)行了測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果,該硬件平臺(tái)表現(xiàn)良好,所求取的最優(yōu)解誤差均在1%以內(nèi)。相對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn),該系統(tǒng)在求解一些復(fù)雜問(wèn)題時(shí),速度可以提高2個(gè)數(shù)量級(jí)。最后,本文使用FPGA實(shí)現(xiàn)了粗粒度并行遺傳算法模型,并用于 TSP問(wèn)題的求解。將硬件平臺(tái)的運(yùn)行速度在上述基礎(chǔ)上提高了近1倍,取得了顯著的效果。關(guān)鍵詞:遺傳算法,硬件實(shí)現(xiàn),并行設(shè)計(jì),F(xiàn)PGA,TSP
標(biāo)簽: FPGA 算法 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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給出了SG3525的兩種宏模型,以及如何建模!
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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· 摘要: 隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字濾波器的功能越來(lái)越受到人們的注意和廣泛應(yīng)用,它有精度高、靈活性大等突出特點(diǎn).FIR數(shù)字濾波具有穩(wěn)定性高,嚴(yán)格的線性相位,能用FFT算法實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn).通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波具有實(shí)時(shí)性高、處理速度快、精度高的特點(diǎn).文章先通過(guò)MatIab DSP Builder設(shè)計(jì)出FIR濾波器模型,然后利用Simulink進(jìn)行模型仿真.再用ModelSim
上傳時(shí)間: 2013-07-14
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模型區(qū)域土地利用變化,協(xié)調(diào)土地利用需求與布局。
上傳時(shí)間: 2013-06-22
上傳用戶:ainimao
·詳細(xì)說(shuō)明:《COM技術(shù)內(nèi)幕(微軟組件對(duì)象模型)》清華大學(xué)出版社
上傳時(shí)間: 2013-05-26
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基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論、滯環(huán)電流控制的三相電力有源濾波器Matlab仿真模型
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用,使得基于FPGA數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)在雷達(dá)信號(hào)處理中有著重要地位。模型化設(shè)計(jì)是一種自頂向下的面向FPGA的快速原型驗(yàn)證法,它不僅降低了FPGA設(shè)計(jì)門(mén)檻,而且縮短了開(kāi)發(fā)周期,提高了設(shè)計(jì)效率。這使得FPGA模型化設(shè)計(jì)成為了FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)常見(jiàn)雷達(dá)信號(hào)處理模塊的FPGA模型化實(shí)現(xiàn),在以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:首先對(duì)基于FPGA的模型化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究,給出了模型化設(shè)計(jì)方法的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),并對(duì)本文中使用的模型化設(shè)計(jì)方法的軟件工具System Generator和AccelDSP進(jìn)行了介紹。其次使用這兩種軟件工具對(duì)FIR濾波器進(jìn)行了模型化設(shè)計(jì)并同RTL(寄存器傳輸級(jí))設(shè)計(jì)方法進(jìn)行對(duì)比,全面分析了模型化設(shè)計(jì)方法和RTL設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。然后在簡(jiǎn)明闡述雷達(dá)信號(hào)處理原理的基礎(chǔ)上,使用System Generator對(duì)數(shù)字下變頻(DDC)、脈沖壓縮、動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)及恒虛警(CFAR)處理等雷達(dá)信號(hào)處理模塊進(jìn)行了自頂向下的模型化設(shè)計(jì)。在Simulink中進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證,生成了HDL代碼,并在Xilinx FPGA中進(jìn)行了RTL的時(shí)序仿真分析。關(guān)鍵詞:雷達(dá)信號(hào)處理 FPGA 模型化設(shè)計(jì) System Generator AccelDSP
標(biāo)簽: FPGA 模型 雷達(dá)信號(hào)
上傳時(shí)間: 2013-07-25
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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法,在空空導(dǎo)彈的理論研究中也得到了很多應(yīng)用,但它的實(shí)際應(yīng)用通常是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的,而軟件實(shí)現(xiàn)是串行執(zhí)行指令,運(yùn)行速度慢,可靠性低,很難滿足實(shí)際導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。控制算法硬件實(shí)現(xiàn)的最大特點(diǎn)就是可提高控制算法的實(shí)時(shí)運(yùn)算速度和可靠性。本課題針對(duì)導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng),以FPGA為硬件平臺(tái)研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)。本文首先對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法思想進(jìn)行了深入分析,并對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)階段進(jìn)行了理論推導(dǎo),最后對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID飛行控制算法進(jìn)行了研究和總結(jié),為硬件實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。基于對(duì)上述理論的深入研究和分析,本文提出了一種適合FPGA實(shí)現(xiàn)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)模型。在該模型中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層之間采用串行執(zhí)行數(shù)據(jù)方式,層間則采用并行運(yùn)行方式,可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法可有效減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生,是設(shè)計(jì)復(fù)雜大規(guī)模系統(tǒng)的理想設(shè)計(jì)方法。本文采用了此設(shè)計(jì)方法,通過(guò)把系統(tǒng)模塊化,對(duì)各個(gè)子模塊分別用VHDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行描述,并基于QUARTUS II軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行綜合和仿真,直到達(dá)到研究設(shè)計(jì)要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應(yīng)用于某實(shí)際導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的研究。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛行控制算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)是有效可行的,可滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求,為制導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: FPGA PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 飛行控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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作者:華清遠(yuǎn)見(jiàn)3G學(xué)院。android多線程模型和service分析--華清遠(yuǎn)見(jiàn)android培訓(xùn)課件教程。
標(biāo)簽: Android service 多線程 分
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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在pcb設(shè)計(jì)中,對(duì)于可制造性設(shè)計(jì)需要認(rèn)真對(duì)待,值得大家學(xué)習(xí)
上傳時(shí)間: 2013-06-07
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