模擬跨導濾波器多目標并行進化的設計

張學華，李 堯

ZHANG Xuehua,LIYao

北華大學 物理學院，吉林 132013

College of Physics,Beihua University,Jilin 132013,China

1 引言

在數據采集、信號處理和實時工程控制等領域，都迫切需要一種能夠根據環境變化或人為指導而能自動改變自身參數指標的濾波器，要求這種濾波器能自動跟蹤輸入信號頻率，自動選擇合適的濾波器中心頻率；應該特別適用于某些寬頻率動態范圍且有實時性要求的場合。進化硬件（Evolvable Hardware，EHW）既可以滿足應用系統的實時性要求，促進系統功能構造智能化發展，又可以提高資源的利用率，降低硬件成本。隨著微電子制造和計算機技術的迅速發展，EHW為模擬電子系統設計提供了一條新途徑[1-3]，設計思想是：以進化算法特別是遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）作為組合優化和全局搜索的主要工具[4-5]，將可編程器件作為主要的評估手段和實現載體，試圖在不依賴先驗知識和外力推動的條件下，通過進化探索更為廣闊的設計空間來尋求滿足給定要求的濾波器電路結構[6]，進而自動地、實時地重新配置內部電路結構，以適應內部條件（如局部故障）和外部環境（功能要求或物理條件）的變化[7]。這種進化型跨導濾波器不但濾波質量高，而且能夠隨著外界環境的變化而實時地改變自身的技術參數指標，具有很好的自適應能力和一定的容錯能力，是一種很有發展前途的濾波器。本文提出一種模擬跨導濾波器的硬件進化結構和多目標自適應并行進化的設計方法，該方法是利用改進的多目標并行遺傳算法（Improved Multiobjective Parallel Genetic Algorithm，IMPGA）實現跨導濾波器的參數優化設計。……