针对48 V输入电压、0.8 V输出电压及1 000 A电流需求的国产电源验证板的布局布线设计,开展电源完整性分析。提出了一种基于电源分配网络(PDN)的仿真设计策略,即在最初阶段,通过对比不同PCB布局的电压降仿真结果选择良好布局,再通过电源平面及过孔载流的仿真分析对过流过孔进行优化设计。优化措施使电压跌落降低了14.5 mV,平面电路密度减小了61%,电源系统损耗降低了17.2 W,并减缓过孔电流至1/2。此外,模拟了使用散热器的热效应,结果显示散热器应用后最高温度下降了27.81 ℃。最后,使用电源平面谐振仿真分析,成功将电源平面谐振噪声控制在输出电压的0.001%以内。实测结果表明,验证板纹波噪声控制在额定输出电压的1%以内,整体效率超过90%,达到行业领先水平。本文所提出的仿真流程策略能有效提高PCB设计效率,避免了过大的降压损失、过流及过温等电源完整性风险。
视障人群的出行及日常活动普遍依赖导盲犬、导盲手杖或他人帮扶等方式,但随着经济发展,城市规划变得越来越密集,城市布局和道路规划的复杂度也逐渐增加,上述方法已经不能够保障视障人士的出行及日常生活安全,因此加强对视障群体的关注力度、提高其生活质量是我们亟待解决的问题。本设计着眼于机器视觉对彩色信息和深度图像的去噪、滤波、目标标定等处理,加以机器学习训练,实现图像的色彩识别、常见障碍物识别及距离测量功能,将分析结果转换为音频信号并通过语音输出给用户,给予一定行进建议,致力于为视障人士提供避障服务,降低在行走过程中因无法提前预测的障碍物对出行造成的负面影响。
不同于人工神经网络(ANN),脉冲神经网络(SNN)作为第三代神经网络技术的代表,基于生物神经元机制进行计算,使用脉冲信号序列来传递信息,展现出可观的能耗优势和海量数据的高速处理能力。然而,由于脉冲神经元具有复杂的动力学行为和脉冲计算不可微分的特性,现有的SNN直接训练方法效果欠佳,一定程度阻碍了SNN的广泛应用。目前,将高精度ANN转换为SNN被认为是最有前途的生成SNN的方法之一。然而,主流的ANN转换SNN方法存在局限性:首先,不支持负值脉冲,难以表达由动态视觉传感器相机采集的负向脉冲;其次,转换过程中低延时和高精度难以两全。针对以上问题,本文提出了一种可全域表达的新型脉冲神经元,对传统ANN中正负数值和DVS的正负极性均能进行全域表示,并且提出了一种阶梯式Leaky ReLU激活函数和一种区域收敛测试算法,以实现ANN至SNN的零误差转换。通过以上方法,实现可全域表达的高精度、低延迟和高鲁棒的ANN至SNN转换,本文方法在CIFAR10和CIFAR100数据集上表现出卓越性能。
在嵌入式测试平台开发中,实时性是一个至关重要的特性,能够使平台系统快速响应任务事件。大多情况下平台运行的任务繁多且类型不一,因此针对任务众多且任务之间关系多样的情况下如何使实时的任务优先执行的问题,本文提出了一种多DAG实时调度算法MDRTPS,算法主要分为3个步骤:①对多个DAG进行实时任务分离,分离出来的实时任务集和普通任务集使用不同的优先级算法和资源分配。②维护3个调度队列,队列协调不同DAG任务之间的排序。③调度器基于最早完成时间来调度任务到处理器核。实验结果表明,MDRTPS算法的任务跨度和实时任务的响应速度均优于HEFT算法和CPOP算法。
针对使用现成AXI接口IP核存在资源占用较大、可定制性差等问题,提出一种分阶段自主设计、添加AXI总线的方式,为设计好的MIPS处理器核增加AXI总线的支持。设计使用Verilog HDL编写RTL代码,在Vivado仿真环境下验证了处理器的总体逻辑功能,并将比特流文件下载至FPGA开发板中进行原型验证,得到资源利用率及时序情况。最终使用DC(Design Compiler)工具对处理器进行综合,得到处理器的总体面积和功耗。验证结果表明,自主设计、添加AXI总线相较于直接添加AXI接口IP核所消耗的资源和面积更小,且可以确保在处理器核心架构不变的情况下添加总线,大大降低了将处理器核中原有接口直接更改为AXI总线接口的难度,既减轻了集成的复杂性又兼顾高度定制化,以满足特定的系统需求和性能要求。
模拟源在无线电雷达设备测试标校系统中占据重要地位。某型多普勒雷达所配备的信标机存在体大笨重、无法模拟多普勒信号等缺陷,难以满足复杂测试需求。为此,设计了一种基于FPGA实现的小型动态模拟源。该模拟源通过FPGA与DAC的协同运作实现了快速频率调整,使载波信号能够叠加多普勒信息。此外,模拟源产生的信号频率和幅度控制方式灵活,既能进行无线实时调整,又可按照预存数据输出,有效弥补了原信标机的不足,为雷达设备的测试标校工作提供了有力支撑。
针对跳频信号信噪比较低、不易分析和难重构等问题,提出了一种新的基于固有时间尺度分解的跳频信号降噪算法。算法以固有时间尺度分解为核心,利用分解处理得到旋转分量、趋势分量与原信号的互相关峰值的突变特性建立噪声判别准则,准确剔除噪声分量实现跳频信号重构和信噪比提升。仿真结果证明了本算法的有效性,在保证重构信号失真度低于5%时,算法可以适应到信噪比为-1 dB,重构后信号至少能提高9 dB。
T型栅PMOS器件因其强抗辐照能力、低寄生电容,逐渐成为RFSOI电路中必不可少的器件。而跨导是MOS器件中的一个关键参数,但T型栅PMOS器件的跨导会在栅极电压增大时出现双峰效应,影响电路研制的判断。本文首先结合实测数据和3D TCAD仿真结果深入剖析了T型栅PMOS器件跨导双峰效应的内部机理,并从温度、主栅尺寸和次栅尺寸三个方面分析阐述了其对双峰效应的影响。最终,基于T型栅PMOS器件版图结构,提出了一种可抑制双峰效应的改进方案,通过了仿真和流片验证,可以很好地用于SOI工艺T型栅PMOS结构电路设计中。
传统的质谱仪射频电源都采用晶振来驱动,频率固定不可调,导致射频电源在研发阶段的调试十分不方便。针对这种不足,利用直接数字频率合成(DDS)及嵌入式技术研制了一个射频电源信号源系统。该系统由DDS芯片及基于ARM内核的STM32系列微控制器组成。通过上位机控制,可以在单频及扫频模式下输出正弦波频率信号。该信号源系统扫描频率范围为100 kHz~1 MHz,单频1 MHz频率精度优于0.02%,可以作为多种质谱仪射频电源的信号源。射频电源测试结果表明,可以驱动离子阱射频电源输出频率为1.013 6 MHz、峰峰值为3.5 kV的射频高压。
电子档案数据量较大,结构复杂,跨域检索时需要设计高效的数据存储和检索方案,以提高检索准确度。为此,提出了基于云存储的电子档案数据跨域安全检索算法。在最优存储节点下,本文算法利用云存储节点分别向不同区域的存储节点传输一个电子档案文件,基于分层原理计算跨域节点之间的距离,通过阈值分级确定云存储节点的数量,分层存储电子档案数据。本次研究采用Fourier变换方法,删除电子档案重复数据,提高检索效率。本文算法将聚类中心与所有电子档案数据之间的平均关联度作为电子档案数据的检索空间,确定满意度向量,判断检索空间中电子档案数据的满意度,并采用梯度法修正满意度向量,根据用户检索关键词的关联度,实现精准的电子档案数据跨域安全检索。与基于位置索引的检索算法和基于HBase的检索算法相比,本文算法对电子档案数据的自相关检索性能较好,可以将跨域安全检索的查准率提高到90%以上。
目前,单一的定位技术无法在室内外同时得得较好的定位结果,例如北斗定位技术在室外可以取得较高精度的定位结果,但是在室内定位表现较差。而蓝牙在室内定位具有较高的定位精度,但是在室外却差强人意。基于以上现状,提出了一种基于北斗和蓝牙的室内外协同定位技术,将北斗与蓝牙定位系统统一到同一坐标系,通过改进型BP神经网络实现全场景下的无缝切换,同时针对室内外缓冲区域,引入定位融合策略提高定位精度。实验结果表明,在全场景下,相比于单一定位系统,协同定位系统的定位平均误差分别提升了0.7%、31.7%和2.4%,证明了本方法的有效性和准确性。
