进化硬件是指硬件能够通过与环境的交互作用自适应地和动态地改变和调整自身的结构和行为,其研究思路是在可重配置的硬件平台上模拟自然进化的过程。进化硬件具有自适应、自组织、自修复的特点,在航空航天、工业自动化、智能传感器、机器人控制等领域有广阔的应用前景。模拟进化硬件是进化硬件研究的一个重要领域。本文旨在研究面向进化的可编程模拟电路技术,研究目标是设计一种新型可编程模拟电路,它具有良好的可重构特性,适用于模拟进化硬件设计。首先介绍了模拟进化硬件的基本原理和实现技术,然后主要在以下两个方面展开了研究:(1)研究了基于FPTA的模拟进化硬件容错性能。基于简化的FPTA2模型,采用单染色体自适应遗传算法作为电路设计优化算法,构建了模拟电路进化设计实验系统,以典型电压放大电路为实例,分析了FPTA电路进化设计与容错特性,实验结果表明FPTA用于模拟电路进化设计与故障恢复是可行的。(2)研究了基于运算跨导放大器的FPAA电路设计。通过分析现有FPAA电路结构和实现技术,给出了以运算跨导放大器和电容为核心模拟元件的可编程模拟单元设计方案。介绍了所设计的FPAA电路结构及其特点,详细设计了可编程模拟单元和可编程互连网络。分析了FPAA可以实现的模拟电路功能和电路结构,给出了FPAA测试电路,并以放大器和滤波器电路为实例进行了仿真分析,实验结果证明FPAA电路设计方案是可行的。