王南天，钱彦岭，李　岳

(国防科技大学 装备综合保障技术重点实验室， 湖南 长沙　410073)



仿生自修复硬件多层结构模型*

王南天，钱彦岭，李岳

(国防科技大学 装备综合保障技术重点实验室， 湖南 长沙410073)

针对仿生自修复硬件细胞间信号传输复杂、效率低等问题，借鉴内分泌系统中激素的传输方式，提出基于片上网络和近邻连接的4层仿生自修复硬件结构模型，并以实现有限脉冲响应滤波器为例，对模型进行详细论述。基于该模型的自修复硬件，具有灵活的布线能力与良好的容错能力，表明该模型为高可靠性自修复硬件设计提供了新途径。

仿生硬件；自修复；内分泌；片上网络；近邻连接；有限脉冲响应滤波器

研制具有自修复能力的通用机器的构想，可以追溯到20世纪50年代。在20世纪90年代，Mange等为提高电子系统可靠性提出具有自修复能力的胚胎电子阵列(embryonic array)，诸多学者相继进行了相关的研究[1-7]，提出了POEtic[2]和ubichip[4]等仿生硬件。POEtic使用了两层冯·诺依曼近邻连接[8]，而ubichip则使用了冯·诺依曼近邻和摩尔结构近邻连接[9]。基于近邻连接的结构，细胞只与附近相邻的细胞连接，故远距离信号传输慢且需要消耗较多细胞，自修复重构过程因为涉及多个细胞而比较复杂。总线结构[3]被引入解决远距离信号传输的问题，但存在总线时分复用而带宽较小的问题。此外，片上网络(Network on Chip, NoC)因为其高带宽、可扩展性好、灵活等特点[10]被应用到自修复硬件中[11-12]。

在内分泌系统中，主要有两种激素传输方式：循环分泌和旁分泌。……