进化硬件(Evolvable Hardware, EHW)是将进化计算技术应用于系统(特别是电子系统)内部结构的设计、调整、实时自适应等方面,以实现复杂电路的自动化设计和显著提高电子系统的自适应和容错能力。本文研究内容如下:(1)研究了有向图的理论知识及异构冗余系统的原理,并把有向图知识应用到时序逻辑电路中,运用图的广度优先搜索,融合小生境及最优个体存档的方法,针对逻辑门数对系统可靠性的影响,改进了基于约束法的多目标进化算法,减少了理想电路使用的逻辑门数,提高了系统的可靠性。(2)分析了同构与异构系统的容错能力,研究了适用于时序电路的“拓扑结构”异构评价方法,并与现有相关工作进行比较,通过实例分析了两种方法的优劣。(3)研究了多级进化思想,通过逐级分解进化了较大规模电路,并与现有的进化方法作对比,结果证明了本文方法的优越性,最后结合四叉树知识,设计了多级异构冗余系统。