基于fpga二維小波變換核的實時可重構電路

　　2.3 研究現狀

　　1 可進化IP核

　　從進化硬件的經驗可知，系統通常只有一部分是適應性的(可進化的)，另一部分可以通過傳統的不可變的電路來實現。同樣，使用IP核構造的系統也是有些IP核是可進化的，有些IP核是不可變的。可進化的那些IP核稱為可進化組件或可進化IP核。

　　可進化IP核像普通的IP核一樣被存儲在組件庫中，在被下載并放在一個可重構器件中后，它們將自動地進化它們的內部電路。當不再需要適應性行為時，可以從可重構器件中刪除可進化IP核。可進化IP核和普通IP核的復用方式相同。

　　2 可進化IP核的一般體系結構

　　如圖1所示，可進化IP核由可重構電路，基因單元和控制器構成(本文中可重構電路是指可進化IP核內的一個部分;可重構器件是指整個可重構平臺，如FPGA)。這里要強調的是，基因單元不包含適應度計算，它只實現基因的操作、染色體存儲和適應度存儲。適應度的計算和環境由其它的核來提供。基因單元生成一些配置并上載到可重構電路中去，環境對這些配置進行評估，并將適應度值發送給IP核。可進化IP核實際上是一個由環境控制的電路生成器。

　　環境(由其它核提出)和可進化IP核之間的通信如下：首先IP核被初始化(生成初始化種群)，然后進入如下無限循環——當環境發生變化后，環境計算當前電路配置的適應度，并判斷電路是否適應環境。如果染色體存儲器中的配置不可用，則向IP核發出控制信息，IP核開始進化。即基因單元把硬件配置信息作為染色體，根據適應度對其進行交叉、變異等遺傳操作，生成一個新的種群。環境對新種群進行適應度計算，并判斷是否有滿足當前環境的個體(配置)。若沒有，向IP核發控制信息，遺傳單元繼續對電路配置進行進化，直至有滿足當前環境的配置為止;若有，則將適應度值發給IP核，IP核用這個新生成的最優配置來重配置可重構電路，并在染色體存儲器中保存當前最優配置及其適應度值，等待來自環境的下一個請求。

　　環境總是要求下載當前最優的進化電路，因此，IP核必須保存目前為止最優的配置，并且在需要的時候提供出去。可進化IP核總是屏蔽重構過程，因此它對于外部環境來說是不可見的。

　　對于一些特殊的應用，必須為它們開發專用的可進化IP核，因為反映應用的要求基因單元和可重構電路的體系結構將使進化過程優于一個隨機的搜索。由于適應度計算是在IP核外進行的，因此IP核原則上支持動態適應度函數和無限的進化。可進化IP核可以用軟件實現。

　　三 項目實施方案

　　3.1方案基本功能框圖

　　圖2 系統框圖

　　圖3 DWT2D核原理圖

　　圖 4 由四個RTP核構成的四拍FIR濾波器