[发明专利]一种用于硬件电路的冗余演化硬件的冗余方法

说明书

本发明公开了一种用于硬件电路的冗余演化硬件的演化算法，该演化算法包括以下步骤：步骤一、算法执行端执行演化算法，并将演化算法运行过程中的中间参数和结果存储到存储器；步骤二、使用参数配置模块将演化算法及其运行过程中的中间参数和结果转化为可用于配置可重配置单元的配置数据流；步骤三、在算法执行端故障、可重配置单元故障或者可重配置单元资源不够用时，启动冗余可重配置单元。本发明具有比现有的演化硬件系统更好的安全性，提供了可切换的冗余解决方案。

技术领域

本发明属于用于硬件电路的演化硬件技术领域，具体涉及一种用于硬件电路的演化硬件的冗余方法。

背景技术

演化硬件(Evolvable Hardware)，是一种硬件电路，其能够像生物一样根据环境的变化而改变自身的结构以适应其生存环境，具有自组织、自适应、自修复功能。目前演化硬件的实现方式主要有两种：内部演化和外部演化。外部演化是指通过硬件描述语言(HDL)建立电子器件的模型，将由遗传算法产生的染色体在模型上进行评估，当达到预期目标时，就将所对应的染色体下载到可编程逻辑器件中去。

由于演化硬件本身即具有自修复功能，当前的外部演化实现的设计往往只考虑可编程器件执行端的自身冗余，对于产生遗传算法的处理器或者计算机的冗余通常都不在考虑范围，当然在实验或者测试阶段没必要考虑计算机会出现故障或者断电的情况，而在实际应用当中，作为演化硬件的应用场景，通常都需要考虑系统涉及到的关键部件的冗余设计。

发明内容

因此，为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供了一种用于硬件电路的演化硬件的冗余方法。本发明提供的其中一个技术方案如下：

一种用于硬件电路的演化硬件的冗余方法，包括以下步骤：

步骤一、算法执行端执行演化算法，并将演化算法运行过程中的中间参数和结果存储到存储器；

步骤二、使用参数配置模块将演化算法及其运行过程中的中间参数和结果转化为可用于配置可重配置单元的配置数据流；

步骤三、在算法执行端故障、可重配置单元故障或者可重配置单元资源不够用时，启动冗余可重配置单元；

优选的，在算法执行端故障时，启动冗余可重配置单元并使用参数配置单元将存储器中的所述配置数据流灌入冗余可重配置单元；

优选的，在可重配置单元资源不够用时，启动冗余可重配置单元作为硬件资源扩充；

优选的，在可重配置单元故障时，启动冗余可重配置单元替换可重配置单元。

所述的演化硬件包括算法执行端、可重配置单元、冗余可重配置单元以及存储单元；存储单元与算法执行端、冗余可重配置单元连接，算法执行端与可重配置单元、冗余可重配置单元连接，冗余可重配置单元与可重配置单元连接。

优选的，所述算法执行端用于执行演化硬件的演化算法。

优选的，所述可重配置单元与冗余可重置单元用于重新配置其自身结构，存储单元用于存储演化算法断点以及可用于冗余可重置单元的演化算法配置数据流；在算法执行端故障时，冗余可重置单元被启动并被注入存储器中的演化算法配置数据流，在可重配置单元故障或者硬件资源不够用时，冗余可重置单元被启动并被配置成可重配置单元的硬件结构或者完成其他硬件功能。

优选的，所述演化算法断点是指演化算法在中断时的涉及到的中间数据以及演化算法参数等。

优选的，所述演化算法包括标准遗传算法、趋向型紧凑遗传算法、协同进化遗传算法或者合作型协同进化遗传算法中的一种或几种。

优选的，所述可重配置单元或者冗余可重配置单元均采用FPGA器件完成。所述算法执行端中具有参数配置模块用于模拟FPGA的配置时序配置FPGA，FPGA器件配置成被动串行(PS)方式或者主动串行(AS)模式。