软硬件协同的遗传算法设计与实现

聂鑫，罗剑

（1.武汉工程大学计算机科学与工程学院，武汉430205；2.武汉晴川学院计算机学院，武汉430205）

0 引言

遗传算法[1]是一种从生物界繁衍进化中学习得到的一种随机搜索算法。这种算法具有很好的鲁棒性，具有天然的内在并行性，并且算法无需丰富的先验知识。目前绝大多数遗传算法均使用纯软件实现，这类软件方式在求解实际问题时由于效率较低，运行时间较长，无法应用于实时性要求较高的场合。考虑到遗传算法中编码基本采用二进制编码，而二进制编码在硬件系统中具有操作快捷，实现简单的特点，不少学者使用纯硬件实现了遗传算法[2]。使用硬件方式[3]实现的遗传算法已经证明了具有更高的运算效率与速度。但是纯硬件的设计一旦实现，硬件结构就不能改变，所以也就只能对一个问题进行求解，缺乏了软件所具有的通用性。

软硬件协同设计（Hardware/Software Co-Designing）的思想是在硬件和软件设计过程中尽最大限度的利用其协同作用来满足系统的要求。自从软硬件协同思想提出以后，一直备受国内外研究者的关注，关于软硬件协同设计领域的研究也十分活跃。到目前为止，国内外学者已经在此方面做过很多研究[4-6]，例如在遥感影像的实时效应、音频编码算法、Lattice译码算法、数字电路仿真、系统的模拟、仿真和调试等一些方面都使用过软硬件协同设计方法，并且获得比使用传统的设计方法更好的效果。因此利用软硬件协同设计方法不仅可以提高求解问题的效率，同时可以扩宽其应用领域，进一步推动软硬件协同设计的发展等。……