胚胎型仿生自修復技術

《胚胎型仿生自修復技術》是2016年7月國防工業出版社出版的圖書，作者是李岳、錢彥嶺。

基本介紹

• 中文名：書名胚胎型仿生自修復技術
• 作者：李岳、錢彥嶺
• 出版時間：2014年7月
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：184 頁
• ISBN：9787118090536
• 定價：58.00
• 開本：開本32
• 裝幀：平裝
• 版次：1-1
• 千字數：166

內容簡介

本書首先介紹了胚胎型仿生自修復硬體的研究現狀與發展趨勢，然後分別從原核和真核兩個方面對仿生自修復硬體涉及的生物學原理進行了研究探討，以此為基礎，重點論述了胚胎仿生自修復硬體的基本原理和硬體結構，並分別以4 × 4的乘法器、FIR濾波器和模糊控制器為對象，研究了基於FPGA 的仿生自修復硬體、真核仿生陣列和內分泌仿生陣列的設計和實現方法。本書適合於電子系統設計人員及相關研究人員閱讀，也可作為電子系統設計、微電子與納米技術、可靠性設計與維修工程等相關專業研究生和高年級本科生的教材或參考書。

圖書目錄

第1章緒論1

1.1引言1

1.2仿生硬體的基本框架3

1.2.1P軸：進化硬體4

1.2.2O軸：複製與再生硬體5

1.2.3E軸：後天學習硬體6

1.2.4混合POE 硬體7

1.3胚胎型仿生自修復硬體的

研究現狀與發展趨勢8

1.3.1胚胎電子細胞的結構設計10

1.3.2胚胎電子陣列的發育與自修復11

1.3.3胚胎電子陣列的套用12

1.4全書組織結構13

第2章仿生自修復硬體生物學基礎15

2.1生物系統的分類與修復層次15

2.1.1生物的分類15

2.1.2生物體的修復層次16

2.2原核生物系統17

2.2.1原核細胞及其結構18

2.2.2原核生物的遺傳物質及其特性19

2.2.3原核細胞群落及相互作用25

2.2.4細菌耐藥性的形成26

2.3真核生物系統28

2.3.1真核細胞及其結構29

2.3.2生物體的發育32

2.3.3生物細胞的通信33

2.3.4生物體的自修復35

2.3.5生物體的內分泌系統40

2.4本章小結41

第3章仿生自修復硬體基本原理42

3.1仿生自修復模型42

3.1.1真核仿生模型43

3.1.2原核仿生模型48

3.1.3內分泌仿生模型54

3.2仿生自修復硬體的體系結構58

3.2.1網狀結構58

3.2.2匯流排結構61

3.2.3複合結構62

3.3仿生自修復硬體的故障自檢測方法65

3.3.1模組多模冗餘65

3.3.2關鍵信息編碼冗餘67

3.3.3對稱自檢測69

3.3.4細胞互檢71

3.4仿生自修復硬體的自修復機制72

3.4.1單細胞移除機制73

3.4.2列(行)移除機制74

3.4.3細胞移除機制74

3.4.4Szasz移除機制76

3.4.5Lala移除機制77

3.4.6複合移除機制77

3.4.7自修復機制的可靠性分析78

3.5仿生自修復硬體的實現方法82

3.5.1專用晶片的實現82

3.5.2基於可程式邏輯器件的實現86

3.6本章小結88

第4章仿生自修復硬體的基本結構90

4.1仿生電子陣列結構90

4.1.1真核仿生陣列結構90

4.1.2原核仿生陣列結構95

4.1.3內分泌仿生陣列結構97

4.2功能模組結構102

4.2.1基於MUX的基本結構102

4.2.2基於MUX的對稱自檢結構103

4.2.3基於LUT的基本結構104

4.3輸入輸出模組結構109

4.3.1傳統輸入輸出模組結構110

4.3.2鏈狀結構布線資源110

4.3.3對稱布線連線111

4.3.4內分泌細胞輸入輸出模組結構116

4.4配置存儲模組結構117

4.4.1基於查找表結構117

4.4.2基於移位暫存器結構118

4.5其他常見模組結構121

4.5.1地址模組基本結構122

4.5.2基於擴展海明碼的自檢模組結構123

4.6本章小結124

第5章仿生自修復硬體的設計與實現125

5.1基於FPGA的仿生自修復乘法器125

5.1.1基於FPGA的仿生自修復硬體實現步驟125

5.1.2乘法器詳細設計步驟與結果分析129

5.1.3基於原核仿生陣列的乘法器135

5.2基於真核仿生陣列的FIR濾波器141

5.2.1FIR濾波器及其實現結構142

5.2.2FIR濾波器的仿生電子陣列實現基礎146

5.2.3仿生自修復FIR濾波器設計150

5.2.4仿生自修復FIR濾波器仿真與驗證156

5.3基於內分泌仿生陣列的模糊控制器159

5.3.1一級直線型倒立擺建模159

5.3.2仿生自修復模糊控制器設計及實現162

5.3.3模糊控制器仿真驗證169

5.3.4模糊控制器實驗驗證171

5.4本章小結176

參考文獻177

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第1章緒論1

1.1引言1

1.2仿生硬體的基本框架3

1.2.1P軸：進化硬體4

1.2.2O軸：複製與再生硬體5

1.2.3E軸：後天學習硬體6

1.2.4混合POE硬體7

1.3胚胎型仿生自修復硬體的

研究現狀與發展趨勢8

1.3.1胚胎電子細胞的結構設計10

1.3.2胚胎電子陣列的發育與自修復11

1.3.3胚胎電子陣列的套用12

1.4全書組織結構13

第2章仿生自修復硬體生物學基礎15

2.1生物系統的分類與修復層次15

2.1.1生物的分類15

2.1.2生物體的修復層次16

2.2原核生物系統17

2.2.1原核細胞及其結構17

2.2.2原核生物的遺傳物質及其特性18

2.2.3原核細胞群落及相互作用24

2.2.4細菌耐藥性的形成26

2.3真核生物系統28

2.3.1真核細胞及其結構28

2.3.2生物體的發育32

2.3.3生物細胞的通信33

2.3.4生物體的自修復35

2.3.5生物體的內分泌系統40

2.4本章小結41

第3章仿生自修復硬體基本原理42

3.1仿生自修復模型42

3.1.1真核仿生模型43

3.1.2原核仿生模型48

3.1.3內分泌仿生模型54

3.2仿生自修復硬體的體系結構58

3.2.1網狀結構58

3.2.2匯流排結構61

3.2.3複合結構62

3.3仿生自修復硬體的故障自檢測方法65

3.3.1模組多模冗餘65

3.3.2關鍵信息編碼冗餘67

3.3.3對稱自檢測69

3.3.4細胞互檢71

3.4仿生自修復硬體的自修復機制72

3.4.1單細胞移除機制73

3.4.2列(行)移除機制74

3.4.3細胞移除機制74

3.4.4Szasz移除機制75

3.4.5Lala移除機制77

3.4.6複合移除機制77

3.4.7自修復機制的可靠性分析78

3.5仿生自修復硬體的實現方法82

3.5.1專用晶片的實現82

3.5.2基於可程式邏輯器件的實現86

3.6本章小結89

第4章仿生自修復硬體的基本結構91

4.1仿生電子陣列結構91

4.1.1真核仿生陣列結構91

4.1.2原核仿生陣列結構96

4.1.3內分泌仿生陣列結構98

4.2功能模組結構102

4.2.1基於MUX的基本結構102

4.2.2基於MUX的對稱自檢結構103

4.2.3基於LUT的基本結構104

4.3輸入輸出模組結構109

4.3.1傳統輸入輸出模組結構110

4.3.2鏈狀結構布線資源110

4.3.3對稱布線連線111

4.3.4內分泌細胞輸入輸出模組結構116

4.4配置存儲模組結構117

4.4.1基於查找表結構117

4.4.2基於移位暫存器結構118

4.5其他常見模組結構121

4.5.1地址模組基本結構122

4.5.2基於擴展海明碼的自檢模組結構123

4.6本章小結124

第5章仿生自修復硬體的設計與實現125

5.1基於FPGA的仿生自修復乘法器125

5.1.1基於FPGA的仿生自修復硬體實現步驟125

5.1.2乘法器詳細設計步驟與結果分析129

5.1.3基於原核仿生陣列的乘法器135

5.2基於真核仿生陣列的FIR濾波器141

5.2.1FIR濾波器及其實現結構142

5.2.2FIR濾波器的仿生電子陣列實現基礎146

5.2.3仿生自修復FIR濾波器設計150

5.2.4仿生自修復FIR濾波器仿真與驗證156

5.3基於內分泌仿生陣列的模糊控制器159

5.3.1一級直線型倒立擺建模159

5.3.2仿生自修復模糊控制器設計及實現162

5.3.3模糊控制器仿真驗證169

5.3.4模糊控制器實驗驗證171

5.4本章小結176

參考文獻177

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第1章緒論1

1.1引言1

1.2仿生硬體的基本框架3

1.2.1P軸：進化硬體4

1.2.2O軸：複製與再生硬體5

1.2.3E軸：後天學習硬體6

1.2.4混合POE硬體7

1.3胚胎型仿生自修復硬體的

研究現狀與發展趨勢8

1.3.1胚胎電子細胞的結構設計10

1.3.2胚胎電子陣列的發育與自修復11

1.3.3胚胎電子陣列的套用12

1.4全書組織結構13

第2章仿生自修復硬體生物學基礎15

2.1生物系統的分類與修復層次15

2.1.1生物的分類15

2.1.2生物體的修復層次16

2.2原核生物系統17

2.2.1原核細胞及其結構17

2.2.2原核生物的遺傳物質及其特性18

2.2.3原核細胞群落及相互作用24

2.2.4細菌耐藥性的形成26

2.3真核生物系統28

2.3.1真核細胞及其結構28

2.3.2生物體的發育32

2.3.3生物細胞的通信33

2.3.4生物體的自修復35

2.3.5生物體的內分泌系統40

2.4本章小結41

第3章仿生自修復硬體基本原理42

3.1仿生自修復模型42

3.1.1真核仿生模型43

3.1.2原核仿生模型48

3.1.3內分泌仿生模型54

3.2仿生自修復硬體的體系結構58

3.2.1網狀結構58

3.2.2匯流排結構61

3.2.3複合結構62

3.3仿生自修復硬體的故障自檢測方法65

3.3.1模組多模冗餘65

3.3.2關鍵信息編碼冗餘67

3.3.3對稱自檢測69

3.3.4細胞互檢71

3.4仿生自修復硬體的自修復機制72

3.4.1單細胞移除機制73

3.4.2列(行)移除機制74

3.4.3細胞移除機制74

3.4.4Szasz移除機制75

3.4.5Lala移除機制77

3.4.6複合移除機制77

3.4.7自修復機制的可靠性分析78

3.5仿生自修復硬體的實現方法82

3.5.1專用晶片的實現82

3.5.2基於可程式邏輯器件的實現86

3.6本章小結89

第4章仿生自修復硬體的基本結構91

4.1仿生電子陣列結構91

4.1.1真核仿生陣列結構91

4.1.2原核仿生陣列結構96

4.1.3內分泌仿生陣列結構98

4.2功能模組結構103

4.2.1基於MUX的基本結構103

4.2.2基於MUX的對稱自檢結構104

4.2.3基於LUT的基本結構105

4.3輸入輸出模組結構110

4.3.1傳統輸入輸出模組結構111

4.3.2鏈狀結構布線資源111

4.3.3對稱布線連線112

4.3.4內分泌細胞輸入輸出模組結構117

4.4配置存儲模組結構118

4.4.1基於查找表結構118

4.4.2基於移位暫存器結構119

4.5其他常見模組結構122

4.5.1地址模組基本結構123

4.5.2基於擴展海明碼的自檢模組結構124

4.6本章小結125

第5章仿生自修復硬體的設計與實現126

5.1基於FPGA的仿生自修復乘法器126

5.1.1基於FPGA的仿生自修復硬體實現步驟126

5.1.2乘法器詳細設計步驟與結果分析130

5.1.3基於原核仿生陣列的乘法器136

5.2基於真核仿生陣列的FIR濾波器141

5.2.1FIR濾波器及其實現結構141

5.2.2FIR濾波器的仿生電子陣列實現基礎146

5.2.3仿生自修復FIR濾波器設計150

5.2.4仿生自修復FIR濾波器仿真與驗證156

5.3基於內分泌仿生陣列的模糊控制器159

5.3.1一級直線型倒立擺建模159

5.3.2仿生自修復模糊控制器設計及實現162

5.3.3模糊控制器仿真驗證169

5.3.4模糊控制器實驗驗證173

5.4本章小結178

參考文獻179