复杂电磁环境下电子系统仿生防护模式研究

阐述电磁防护工作中仿生研究所需要涉及的学科类型和基本内容,对所做工作在整个仿生领域中进行大致的定位;提出生物一电子研究的对等模型、总体构成和实现基础,细化具体研究的方向、设想和防护模式,并从原型实现的工程角度介绍实施策略,使得复杂电磁干扰环境下控制系统板卡及芯片级防护的仿生构想在技术上成为可能。     

EHW实现过程中VHDL程序自动生成研究

论述了在基于FPGA的EHW内进化实验中特定格式的染色体编码表示和相应的VHDL程序自动生成的基本概念，制定了具体规则和方法，奠定了硬件进化及评估过程实现全自动运行的基础，并对自动生成的结果予以实际验证。该方法能在使用不同的FPGA芯片作为演化载体时，避免对不同的数据流进行格式分析，以便在通用的EDA环境中，直接实现以二进制数串表示的染色体自动处理和相关配置文件的形成。按此方式可在很大程度上摆脱对某些固定类型FPGA芯片的依赖，有助于建立方便、实用的EHW环境。     

DPA方法对加密系统的FPGA旁路攻击研究

差分功率分析(DPA)方法可有效地对加密的集成电路芯片进行攻击解密,它绕过了加解密算法繁琐的数学分析,从而获取密码和信息。以DPA攻击嵌有DES算法的芯片为例,论述了搭建实验平台,获取功率消耗数据并用统计学和密码分析学的方法推导分析得出结论,从而成功破解加密系统。     

内进化演化硬件平台的设计与实现

在讨论内进化演化硬件运行机制的基础上,详细介绍了基于虚拟可重构电路(VRC)的演化硬件平台的实现方法及演化平台的组成,描述了可重配置功能块(CFB)组成的阵列及CFB之间通过多路选择开关电路建立信号传输通道。在此基础上进行了1位全加器的演化,证明了这种方法的有效性。     

电子系统的电磁仿生研究与进展

随着电磁环境愈发复杂、多变，应用于电子系统的传统电磁抗扰方式的不足正日渐突出。相比之下，生物却在可靠性、抗扰性、自适应和自修复等方面表现出明显的优势。对生物“自组织”现象进行了研究，指出了生物与电子系统的相似与不同，提出了“电磁仿生”概念。借助演化硬件这一平台，尝试着在人工电子系统中将“被组织”与“自组织”进行有机结合，使其具备生物的多种优良特性，从而提高系统在复杂电磁环境中的可靠性与适应性。     

基于类神经网络模型的电路自主修复方法

为进一步提高电子系统在恶劣环境下的生存能力,对利用演化硬件实现电路自主修复的方法进行了研究。首先,根据FPGA芯片与多层前馈神经网络的相似性,建立了一个可用于数字电路演化的门级电路模型,设计了专用的二进制列向量编码方法;然后,给出了实现电路自主修复的工作流程,探讨了进行电路故障诊断和修复的途径,提出了快速重构与演化相结合的电路修复方法。Matlab仿真试验表明：基于类神经网络模型的遗传算法较适合进行演化修复操作;修复效果分析表明：快速重构与演化修复相结合的修复方法比单纯依靠演化修复更为便捷。