[發明專利]一種自優化的仿生自修復硬件故障重構機制設計

有效

• 申請號: 201811246420.2
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109472342B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 李岳;錢彥嶺;劉秀斌;王龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;G06F11/26
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種自優化的仿生自修復硬件故障重構機制設計，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、建立仿生自修復硬件故障重構模型：將目標功能電路映射到仿生自修復硬件上；

S2、對映射后的仿生自修復硬件進行故障檢測，直至檢測出故障細胞n_f；

S3、全局搜索仿生自修復硬件，尋找距離故障細胞n_f最近的空閑細胞n_t，將故障細胞n_f關聯的功能節點v_f遷移到空閑細胞n_t，此時的配置方案稱為初始可行解x₀；

S4、利用變鄰域搜索算法找出故障細胞n_f的最優可行解x_best的配置方案；

步驟S1中，所述仿生自修復硬件故障重構模型通過圖論建立，具體包括：

構建目標功能電路：通過功能圖表示目標功能電路G_F＝(V,E)，具體包括功能節點v_i∈V表示實現一部分目標電路的功能、有向邊e_i,j∈E表示功能節點v_i輸出數據到功能節點v_j、vol(e_i,j)表示功能節點v_i到功能節點v_j的通信流量；

構建仿生自修復硬件：通過結構圖表示仿生自修復硬件G_S＝(N,L)，具體包括節點n_i∈N表示可以完成特定功能的電子細胞、有向邊l_i,j∈L代表細胞n_i可以將數據直接傳輸給細胞n_j、bw(l_i,j)代表了細胞n_i和細胞n_j之間的通信帶寬；

功能映射β_f:V→N，將功能圖中的功能節點v_i映射到結構圖上成為結構圖的細胞n_i；

通信映射β_c:E→L，將功能圖中的有向邊e_i,j映射到結構圖上成為結構圖的有向邊l_i,j、將功能圖中的通信流量vol(e_i,j)映射到結構圖上成為結構圖的通信帶寬bw(l_i,j)。

2.根據權利要求1所述自優化的仿生自修復硬件故障重構機制設計，其特征在于，步驟S4具體包括：

S41、初始化變鄰域搜索系統的參數：最優可行解x_best＝x₀、鄰域參數k＝1、外循環次數c_out＝1；

S42、在x_best領域參數為k的鄰域結構內進行局部搜索，求取最小資源開銷變化值Δf_min以及此時的交換序列S_min，根據交換序列S_min生成最新解x_min；

S43、判斷Δf_min0是否成立：

若成立，則令x_best＝x_min、k＝1、c_out＝c_out+1，判斷是否滿足停機條件：c_outc_max，其中c_max是最大外循環次數，若滿足則輸出循環迭代c_max次的x_best，若不滿足則循環步驟S42、S43；

若不成立，則令k＝k+1；判斷是否滿足停機條件：kk_max，其中k_max是最大鄰域參數，若滿足則直接輸出x_best，若不滿足則循環步驟S42、S43。