迄今为止,对遗传算法的研究主要以软件实现为主,在速度上往往受到本质是串行计算的计算机的制约,使其在实时性要求高的场合的应用受到了限制。因此,采用硬件化设计具有重要的意义。本文首先对遗传算法三个基本算子的机理及其运行过程进行深入分析,依据硬件实现的特点,确定了合适的选择算子、交叉算子和变异算子,并且确定了遗传算法的运行参数。然后依据算法要求以及现场可编辑门阵列(FPGA)的特点进行模块划分与电路结构设计,具体包括初始化群体、适应度计算、选择、交叉、变异、群体存储等功能模块。接着详细分析了各模块的功能、端口连接、内部结构等,并利用硬件描述语言编写源代码实现各模块功能,经过功能仿真、综合、布局布线、时序仿真、下载等一系列步骤,最终在Xilinx的Spartan 3系列XC3S400-4PQ208芯片上实现。整个设计流程在Xilinx的ISE 6.2集成环境下完成。利用具体的测试函数检验算法性能,与软件实现作比较,其测试结果显示:设计实现了遗传算法的基本功能,对于设计使用的芯片,耗费了较少的硬件资源,其运行速度比软件实现有了很大的提高,较好地解决了FPGA设计中速度与面积相互制约的问题,为遗传算法的实时性应用提供了可能。最后,本文对设计方案进行了分析,针对其不足之处提出了几种可能的解决方案。