群智能算法可并行性分析及其FPGA 实现

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1、542010，46（33）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用⦾研发、设计、测试⦾群智能算法可并行性分析及其FPGA实现许林，须文波，柴志雷XULin，XUWen-bo，CHAIZhi-lei江南大学信息工程学院，江苏无锡214122SchoolofInformationEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi，Jiangsu214122，ChinaE-mail：xl.dalin@hotmail.comXULin，XUWen-bo，CHAIZhi-l

2、ei.ParallelanalysisofswarmintelligencealgorithmandFPGAimplementation.ComputerEngineeringandApplications，2010，46（33）：54-57.Abstract：ThestructureabouttheQuantum-behavedPSOalgorithmQPSOandanimprovedhybridQPSOalgorithmwithcoop-erativemethodbetweenparticlesCQPSO，whosestr

3、ucturecanbeparallelisanalysed.ThencombingwithFPGAtechnologychar-acterswhichcanbeparallelprocessingofinformation，indicatestheconvergenceofparticlesperformanceinparalleloperationmode.ExperimentsverifytheQPSOandCQPSOalgorithmwhichcanbeparallelandgettherelateddataaboutt

4、heconver-genceperformanceoftheparticles.ThedatashowthatCQPSOalgorithmisfarsuperiortoQPSOalgorithmintheconvergenceaccuracyofparticles，butCQPSOalgorithmisfarlowerthantheQPSOalgorithmintheconvergencespeedoftheparticles.Keywords：Field-ProgrammableGateArray（FPGA）；paralle

5、lanalysis；convergencespeed；convergenceaccuracy摘要：分析了量子行为的粒子群QPSO算法和粒子间相互协作的CQPSO算法结构的可并行性，并结合FPGA技术可并行处理信息的特点，说明了在并行运算模式下粒子的收敛性能。实验验证了QPSO和CQPSO算法的可并行性，并得到粒子收敛的相关数据，数据表明CQPSO算法粒子的收敛精度要远优于QPSO算法，但是粒子的收敛速度上面要远低于QPSO算法。关键词：现场可编程门阵列（FPGA）；可并行性分析；收敛速度；收敛精度DOI：10.3778/j.i

6、ssn.1002-8331.2010.33.015文章编号：1002-8331（2010）33-0054-04文献标识码：Ａ中图分类号：TP3911引言充分的逻辑资源，为了得到更好的算法性能，这是一种可行的目前，FPGA技术日趋成熟。它不再仅是用于ASIC的快方案。本文就是在基于量子粒子群优化算法及其算法本身改速原型，而且还可以直接用作SoPC（SystemonaProgram-进的基础上，利用到硬件的可并发性，对算法本身进行高效mableChip）器件[1]。FPGA技术发展迅速，应用广泛。基于率、模块化架构，对不同的目标函

7、数提供了一个灵活可重复使BP在线学习[2]、CMAC估计与控制[3]、RBF特征辨识[4]等多种神用的标准接口，并行性分析，从而得出了粒子在收敛速度与收经网络已在FPGA器件中实现并得到应用。在神经网络学习敛精度方面的一些实验数据。方面，PSO（ParticleSwarmOptimization）作为一种改进的优化算法正在引起人们的重视[5]。就从改善算法性能来说[6]，目2量子粒子群优化算法（粒子间协作）及其可并行性分析前已应用到嵌入式工程领域，如系统识别、控制参数优化、电2.1量子粒子群算法介绍[7]基于量子行为的QPSO

8、算法[8-9]是在经典的粒子群算法力优化、FPGA的布局和布线优化，和机器人控制设计。到现在为止，已有许多人对低容量高性能嵌入式粒子群处理器（PSO算法）的基础上改进形成的，它主要是结合了量子理论或通用架构直接实现算法硬件化做了不少的工作，但是他们行为来改进的，提高了算法的全