演化硬件是一种模拟生物进化原理来实现电路设计自动化的有效方法,演化硬件通过在线进化可以实现自适应和自修复,在航空航天领域有着重要应用前景。本文主要研究内容为:1.研究了数字电路多目标进化设计,改进了一种基于约束法的多目标进化算法,解决了在进化过程中电路功能、电路逻辑门数和电路延时三个目标的协同优化设计问题。针对多目标进化设计引起的收敛速度减慢缺点,引入了生长进化策略,利用优良基因“锁定”的方法,提高了多目标进化设计的收敛速度。2.研究了数字电路函数级进化设计,通过逐级分解进化的方法实现较大规模数字电路在线进化,并采用生长进化策略,提高了电路的进化收敛速度。3.研究了异构冗余容错系统设计方法,对比了异构系统与同构系统的容错性能,改进了“活动节点”异构评价法,提出了“拓扑结构”异构评价法,通过设计实例分析了两种设计方法的优劣。4.研究了异构冗余容错系统多目标优化设计技术。针对系统逻辑门数对系统容错性能的影响,通过使用多目标优化方法,进一步改进设计系统的容错性能。