2016年第08期-《电子技术应用》杂志

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2016年第08期

刊出日期：2016-08-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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综述与评论

卫星通信近期发展综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.001

作者：郝才勇1，骆超2，刘恒1

作者单位：1.国家无线电监测中心深圳监测站，广东深圳518120；2.国家无线电监测中心，北京100037

摘要：随着对无所不在的通信需求和高数据率通信业务的不断增长，卫星通信所具有的无缝覆盖和通信容量大的优势将在新一代通信系统中发挥关键性的作用，卫星通信技术和信息通信产业也正在发生巨大的变革。对近年来卫星通信新技术和发展热点作了全面的综述，总结了多波束天线、星上处理的发展状况和卫星频谱资源的使用情况，概述了星地融合通信和卫星宽带通信并分析了发展中面临的挑战，展望了卫星通信的发展前景。

关键词：
卫星通信

多波束天线

星上处理

星地融合

卫星宽带通信

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压电陶瓷电特性测试与分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.002

作者：黄家荣1，2，叶晓靖2

作者单位：1.工业和信息化部电子第五研究所，广东广州510610；2.华南理工大学物理与光电学院，广东广州510640

摘要：通过对压电陶瓷器件进行阻抗测试可得到压电振子等效电路模型参数与谐振频率。通过对压电陶瓷器件电容值、温度稳定性、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析后可知：压电陶瓷器件电特性符合一般电容器特点，所用连接线材在较低频率下寄生电容不明显，在常温下工作较稳定，厚度较厚的产品绝缘性和可靠性指标较好。

关键词：
压电陶瓷

等效电路模型

电特性

可靠性

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微电子技术

基于Innovus的低功耗物理设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.003

作者：戈喆，王志鸿，厉媛玥

作者单位：恩智浦半导体，江苏苏州215000

摘要：为了减少芯片功耗，可靠的低功耗物理设计必不可少。基于新一代布局布线工具Innovus，分四个部分阐述了新的低功耗物理设计流程。这些内容包括：基于低功耗的物理库设计；低功耗布局和优化、基于输入向量的功耗优化；低功耗时钟树协同设计CCOPT（clock concurrent optimization）；时钟树后低功耗优化。Innovus作为Cadence全新的布局布线工具，提供基于GigaOpt引擎的功耗驱动优化和高级时钟树协同优化（CCOPT）等方法，有效帮助设计者实现低功耗芯片设计。全新的低功耗物理设计可改善芯片数字逻辑15%功耗。

关键词：
低功耗

物理设计

功耗驱动

时钟树协同设计

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采用Mult-tap标准单元PGV以获取精准的Power EM违例

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.004

作者：蔡琰，季昊，施建安

作者单位：英伟达半导体科技（上海）有限公司，上海201210

摘要：电源电子迁移（Power Electromigration，Power EM）检查在高性能芯片设计中起重要作用。在Voltus进行电源网格分析时，由于在每个标准单元的电源网格视图（Power Grid View，PGV）生成过程中通常只抽取一个电流接入点（tap），从而流入每个标准单元的电流都聚集到一点。但对于大尺寸标准单元, 电流实际上是分布到各个接触孔而非集中到一点，因此Power EM结果比实际情况悲观很多。本文描述了一种新的方法，即只对在关键路径上使用并具有高翻转率的大型时钟单元抽取多电流接入点（multi-tap）PGV。通过这种方法，几乎不增加运行时间和内存消耗而使得Power EM准确性得到提高。

关键词：
电源电迁移

电源格点视图

Voltus

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如何在先进工艺节点利用Virtuoso Check/Assertion Flow

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.005

作者：王超1，刘欢艳2

作者单位：1.Spreadtrum，上海201203；2.Cadence，上海201204

摘要： Virtuoso和MMSIM有效结合，完整的Check/Assertion flow包含：在图形界面设置Check/Assert, 通过仿真得到Check/Assert的结果，在图形界面直接显示Check/Assert的结果，对结果进行各种灵活的后处理，并在schematic 直接进行反标。该流程可以覆盖电路设计常用check需求，完全不依赖脚本，图形界面让工程师更容易上手，基于瞬态仿真的Dynamic Check相比其他工具更具优势。有效利用Check/Assert flow, 可以帮助避免或及早发现设计中的一些常见问题，从而减少设计迭代，该流程在TSMC 16 nm和Intel 14 nm实际项目上得到应用，很大程度地提高了设计效率。

关键词：
assert

DeviceChecking

CircuitCheck

CheckAssertionflow

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高速串行总线无源通道建模及校准

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.006

作者：吴均1，陈德恒1，庄哲民2

作者单位：1.深圳市一博科技有限公司，广东深圳518057；2.Cadence深圳分公司，广东深圳518000

摘要：高速串行总线无源通道建模的效率及准确性，一直是行业关注的重点。Cadence Sigrity的POWER SI 3D-EM工具，实现了效率与精度的较好结合。本论文先从工具的精度出发，采用精度较高的TRL校准模式来进行仿真测试校准，验证仿真结果的准确性。同时考察工具的分布式并行计算能力，看看在保持足够精度的前提下建模效率的提升。

关键词：
高速串行总线

无源通道

建模

TRL校准

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Verifier提高验证完备性

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.007

作者：林慧1，蒋武1，熊熙1，李元祝2，黄志荣3

作者单位：1.海思半导体技术有限公司，广东深圳518129；2.楷登企业管理有限公司深圳分公司，广东深圳518129； 3.中软国际科技服务有限公司深圳分公司，广东深圳518129

摘要：随着集成电路设计技术的不断发展，电路设计中经常出现一些问题。因此，设计验证技术成为了电路设计中不可或缺的部分。如何提高验证完备性，是验证技术的难题之一。本文介绍了Cadence最新发布的适用于模拟设计的ADE Verifier的工具使用流程，以及根据海思业务需求定制的使用方法。该工具整合了验证工具ADE Explorer 和ADE Assembler的特性，完善了模拟电路设计验证流程，解决了模拟设计验证完备性中的问题。

关键词：
电路设计

验证完备性

ADEverifier

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高度整合硬件加速器的原型验证平台Protium

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.008

作者：孙丰军1，李文强1，陈思若2

作者单位：1.北京展讯高科通信技术有限公司，北京100190；2.Cadence公司，北京100100

摘要： Protium是Cadence最新型的FPGA快速原版验证平台，和Cadence的硬件加速器Palladium系列高度整合，可完全重用Palladium的编译流程，运行速度提升最高可到10倍，当出现可疑RTL bug的时候可无缝移植到Palladium进行调试，是软件调试的理想平台。以展讯北京的AP+GPU项目验证为例，展示了Protium在软件调试和系统验证流程中的价值和收获。

关键词：
原型验证

硬件加速器

早期软件开发

帕拉丁

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整合3DEM的Virtuoso在片上电感仿真中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.009

作者：沈志远1，吴智1，陈国胜1，胡劲松2

作者单位：1.上海莱迪思半导体有限公司，上海200233；2.Cadence公司，上海201024

摘要：目前大部分电磁仿真软件在仿真片上电感时，需要从工艺库的文件中手动提取需要的相关参数；并且仿真环境的建立也比较繁琐，仿真时间也较长，这会大大降低电感的品质因数和面积的优化效率。集成了3DEM的Virtuoso可以直接选取整个版图的一部分导入仿真，而不必提取整块电感版图；并且根据工艺库文件自动生成需要的相关参数，设置仿真环境；仿真速度根据算法的优化，可以快速得到精确度很高的结果。本文将通过一个片上电感的仿真过程，介绍软件的具体应用方法。

关键词：
Virtuoso

3DEM

片上电感

电磁仿真

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MDV流程在geMac验证中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.010

作者：张海波

作者单位：深圳市中兴微电子技术有限公司，广东深圳518055

摘要：在验证工作中，验证工程师通常先编写验证计划(verification plan，vplan)，然后根据它来编写验证用例(testcase)。在项目进展的过程中，设计方案会不断的修改更新，那么一段时间后，就会出现设计方案、验证计划和验证用例不匹配的情况，验证计划本身容易流于形式；另外验证工程师也需要定位问题、回归用例、向验证经理汇报工作，工作内容繁多。文章通过geMac验证实例，介绍了如何借助Cadence公司vManager验证工具的regression center、Metric Center、Tracking Center，更加高效科学地开展验证工作。

关键词：
testcase

vplan

geMac

vManager

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千万门级模块鱼骨型时钟网络的实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.011

作者：许谷涵1，严伟1，朱兆伟2，郑永力2

作者单位：1.北京大学软件与微电子学院，北京100871；2.世芯电子科技（无锡）有限公司，江苏无锡214000

摘要：在芯片规模越来越大的背景下，针对千万门级以上规模芯片模块，提出一种基于单鱼骨型时钟网络的改进型时钟结构，并给出在后端设计过程中基于EDA工具的具体实现方法。该时钟结构兼具鱼骨型时钟结构的特点，相较于自动化不定型时钟树，具备较低的时钟延迟、时钟漂移、片上误差和动态功耗。以规模2 600万门的28 nm芯片模块（工程代号YCU-AM）为例进行实现过程阐述，实验结果表明，该型时钟结构较不定型时钟树使模块整体功耗降低约5%。

关键词：
物理设计

时钟树

低功耗

千万门级模块

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IGBT模块键合线故障与门极杂散阻抗的关系研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.012

作者：陈红纳，李志刚，梅霜，田盛

作者单位：河北工业大学电气工程学院，天津300130

摘要：键合线脱落是IGBT芯片一种普遍的失效形式，铝键合线故障在一定程度上会影响门极杂散阻抗。杂散阻抗的改变又会引起门极电信号的变化，因此通过门极测量信号的变化来表征其杂散阻抗的改变，进而判断IGBT芯片是否发生铝键合线脱落故障。对门极杂散阻抗与键合线故障之间的关系进行了研究，为识别IGBT模块铝键合线故障提供了依据。

关键词：
IGBT

铝键合线

杂散阻抗

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X波段负阻振荡器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.013

作者：曾文谊，杨浩，戴志伟

作者单位：中国科学院微电子研究所新一代通信射频芯片技术北京市重点实验室，北京100029

摘要：基于负阻振荡理论设计了一款X波段负阻振荡器，设计旨在提高振荡器的工作效率和加强二次谐波抑制。通过对晶体管直流偏置状态与振荡器工作效率关系的研究，选择合适的直流偏置状态提高了振荡器的工作效率。在输出匹配网络中加载一段1/8工作波长的开路线、选择一个合适的隔直电容，有效抑制二次谐波。实测结果表明，该X波段负阻振荡器振荡频率为10.81 GHz，输出功率为8.02 dBm，二次谐波抑制度为48 dBc，振荡器的效率为45%，偏离振荡频率100 kHz和1 MHz处的相位噪声分别为-91.90 dBc/Hz和-123.43 dBc/Hz。该实测结果论证了上述设计方法的有效性，对负阻振荡器的设计提供了一定的参考意义。

关键词：
负阻振荡器

效率

二次谐波抑制

相位噪声

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一种基于快速激活的硬件木马检测法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.014

作者：裴根，石朝阳，邹雪城，刘政林

作者单位：华中科技大学光学与电子信息学院，湖北武汉430074

摘要：硬件木马因其巨大的潜在威胁而受到学术界和工业界越来越广泛的关注，而传统的测试技术很难发现这些硬件木马，因此，针对硬件木马的隐藏机制，提出了一种快速激活并检测木马的方法，通过将木马原型植入微处理器OR1200中，并利用大量测试用例激励，激活了木马，验证了该方法的正确性。

关键词：
硬件木马

翻转概率

木马激活

木马检测

查看(8504)

基于参数识别的PMSM无位置传感器矢量控制

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.015

作者：刘稳健，蔡华杰，朱维杰

作者单位：武警工程大学信息工程系，陕西西安710086

摘要：永磁同步电机无传感器矢量控制系统中，需要实现对转子位置及转速的估计。由于电机运行过程中电机参数会发生变化，对电机矢量控制系统造成影响。为提高对转子位置及转速的检测精度，设计了一种改进型的滑模观测器。首先利用遗忘因子递推最小二乘法在线辨识电机参数，然后将电机参数在线辨识值反馈到滑模观测器中，以提高滑模观测器的性能。最后利用simulink进行仿真验证。结果表明，改进后的滑模观测器可以充分克服电机参数变化带来的不良影响，具有优越的性能。

关键词：
永磁同步电机

电机参数

遗忘因子递推最小二乘法

滑模观测器

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嵌入式技术

高精度太阳追踪系统研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.016

作者：黄杭昌1，俞磊2，唐晓晟2，姜曦轮2

作者单位：1．福建鑫叶投资管理集团有限公司，福建厦门361022；2．北京邮电大学，北京100876

摘要：太阳追踪系统通过对太阳位置进行定位并进行实时追踪，在新能源行业得到了广泛应用。利用传感器实现了一种高精度太阳追踪系统，该系统用GPS对太阳位置进行粗定位，再通过基于小孔的PSD传感器对太阳进行精细的自动追踪。系统对传感器做了优化设计，保证了追踪精度；采用粗定位与精度结合的方式，对追踪算法做了优化设计，从而提高了追踪速度。

关键词：
高精度

太阳追踪

GPS

PSD传感器

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MVB总线故障注入方法研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.017

作者：仲康正，徐惠勇

作者单位：中国地质大学（北京）信息工程学院，北京100083

摘要：为满足列车通信网络（TCN）中多功能车辆总线（MVB）设备的测试验证要求，基于一般总线测试方法，结合MVB总线协议特点，提出一种基于故障注入技术的测试方法。通过对板卡寄存器的定义与配置，开发了基于VS平台的MVB故障注入设备驱动程序，从电气层、物理层、协议层三方面，详细给出了MVB总线故障注入方法和部分驱动程序。通过Wireshark抓取报文的方式，验证了故障注入的准确性，证明了此方法的可行性和正确性。

关键词：
多功能车辆总线

故障注入

寄存器

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基于WISHBONE总线的双向PCI高速传输接口设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.018

作者：梁烨1，简献忠1，肖儿良1，姜冠祥2，蔡留美2，郑照平2

作者单位：1.上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093；2.上海雄博精密仪器股份有限公司，上海200444

摘要：针对目前设计的PCI卡存在传输速度慢、复杂度高和购买PCI核价格昂贵的问题，提出了一种基于WISHBONE总线的PCI接口双向传输设计的新方案。系统采用开源的WISHBONE总线的PCI接口的IP核，设计了基于Xilinx Aritx-7系列FPGA芯片的PCI接口卡，该卡兼容5 V和3.3 V电平；采用DMA（直接内存存取）方式进行高速数据传输。实验表明，设计的PCI接口运行在主模式时，数据传输速率可达65×32 Mb/s，传输速率明显提升，且数据传输准确稳定，达到了设计目的，为高速PCI接口设计提供了一种新的思路。

关键词：
PCI接口

DMA

高速传输

WISHBONE总线

查看(7088)

空间两相流体装置地检系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.019

作者：黄宇1，陈鸣1，颜奕1，何振辉1，3，王自鑫2，3

作者单位：　　1.中山大学物理学院，广东广州510275；2.中山大学电子与信息工程学院，广东广州511400；　　3.中山大学空间技术中心，广东珠海519082

摘要：设计了一种空间两相流体回路实验装置地检系统，用以在地面上模拟两相流体实验过程，验证两相实验装置的可靠性和稳定性。针对两相流体的相变过程和输运过程特点，提出一种新型的差分式热电偶测温方案和基于大功率H桥的Peltier控温解决方案。以STM32F4芯片为控制核心，搭建由传感器模块和执行器模块等组成的硬件系统，并完成LabVIEW监控平台的开发。对地检系统和两相装置进行地面联调，实测表明该系统稳定可靠。

关键词：
两相回路

地检系统

差分式热电偶

LabView

查看(12074)

一种新型超声波测距系统信号处理方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.020

作者：许高斌1，闵锐1，陈兴1，马渊明1，金传恩2

作者单位：1.合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽省MEMS工程技术研究中心，安徽合肥230009；　　2．合肥科盛微电子科技有限公司，安徽合肥230000

摘要：一种新型的适用于工程应用的超声波接收端数字信号处理方案，算法思路是以巴特沃斯IIR数字滤波器作为输入输出端，并结合一种新型的包络检波及下采样处理，文中归结为五步算法。详细介绍了各步算法的实现方法、工作原理以及必要性,并结合五步算法的特性给出了一种新型的计算回波渡越时间的点迹法，避开了软件延时与实时性需求之间的矛盾。综合仿真与实验测试说明，此设计方案不仅可以有效滤除信道噪声的干扰，而且可以准确提取包络信息并记录峰值到达时间，极大地满足了超声波测距系统的稳定性和实时性的需求。

关键词：
超声波测距算法

嵌入式系统

IIR数字滤波器

峰值包络检测

查看(12616)

基于FPGA的数字基带多模雷达信号源设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.021

作者：王龙1，杨承志1，吴宏超1，杨斌斌2

作者单位：1.空军航空大学信息对抗系，吉林长春130022；2.沈阳航空航天大学电子信息学院，辽宁沈阳110136

摘要：多模雷达信号源可用于电子侦察设备的性能测试和生成式欺骗干扰信号的产生。针对一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的多模雷达数字信号源系统设计进行了研究，并将关键的多模雷达信号产生模块封装为具有AXI总线结构的IP核，其灵活性高、重用性强，能够输出多种常规雷达信号和低截获概率（LPI）雷达信号。首先对DDS产生信号的原理进行了研究，然后根据雷达信号的调制方式设计了多模雷达信号源的顶层结构。在Xilinx Zynq-7 xc7z010clg400上进行编程实现。测试结果表明，本设计占用资源少，且信号的最高输出速率可达500 MS/s。

关键词：
多模雷达信号源

AXI总线协议

DDS

FPGA

查看(9618)

测控技术与仪器仪表

自适应GPS扩展卡尔曼定位算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.022

作者：杨丽，胡方强

作者单位：南京工业大学计算机科学与技术学院，江苏南京211816

摘要：针对全球定位系统（GPS）信号定位过程中存在多径导致定位误差，尤其静态环境中零频差短多径引发的定位拖尾现象，提出了一种自适应估计多径残留的扩展卡尔曼滤波算法，实现了静态环境中零频差短多径抑制。首先量化地给出了基带多径抑制后的多径残留模型，即多径呈现“矩形”类型分布，以此为基础设计了一种自适应估计多径残留的方法，即在拟合窗口内估计伪距测量误差的均值和标准差，作为EKF算法的测量误差协方差矩阵，实现了EKF中多径的动态估计。最后通过仿真表明，本文的自适应估计多径残留的扩展卡尔曼滤波（ARKF）能有效抑制零频差短多径影响。

关键词：
多径

零频差

扩展卡尔曼滤波

测量误差协方差

查看(13756)

基于云存储的农业环境参数监控系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.023

作者：孙智权1，周炜彬2，赵不贿2

作者单位：1.江苏大学工业中心，江苏镇江212013；2.江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013

摘要：农业环境参数对于农业生物生存和发展至关重要，合适的农业环境将会促进农作物更好的生长发育。从农业信息化出发，将云存储技术与物联网技术相结合，实现大面积农田的环境参数的远程监控。采用多节点远距离模式进行环境参数采集，提出主从节点方式进行数据传送，设计与增益天线相结合的433 MHz的无线通信模块进行远距离无线通信，同时采用串口双线制控制的WiFi模块实现与云端的数据通信，最后采用改进的加权平均数进行数据处理，提高数据的真实性与可靠性。用户可通过网络实现远程访问，对农业环境参数进行监控和追溯管理。

关键词：
农业环境参数

云存储

远程监控

无线通信

查看(6212)

一种基于改进阈值函数的小波阈值降噪算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.024

作者：倪培峰，胡雄

作者单位：上海海事大学物流工程学院，上海201306

摘要：针对小波阈值降噪中硬阈值函数和软阈值函数的不足，结合现有文献提出一种新的阈值函数。新阈值函数克服了传统阈值函数的缺点，保证了阈值函数的连续性，同时可以通过改变参数灵活地调节函数。在新阈值函数的基础上结合改进的阈值确定方法，提出一种新的降噪算法。通过MATLAB仿真，对几种小波降噪算法进行了试验分析，利用信噪比和均方根误差两个指标进行评价。结果表明，相比于传统的降噪算法，新降噪算法取得了更好的降噪效果。

关键词：
小波降噪

阈值函数

阈值选取

信噪比

查看(11984)

基于超声法的微量SF6泄漏检测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.025

作者：张龙飞，韩方源，梁沁沁，刘陈瑶

作者单位：广西电网有限责任公司电力科学研究院，广西南宁530023

摘要：为实现对电力系统中设备内SF6气体泄漏监测，采用超声技术对其进行探测。通过微量气体浓度理论模型寻找出浓度与声速的相关特性，进一步建立单通道超声传感器检测模型，采用DFT数字相位计测相位差法求取声速，进而计算出SF6气体浓度。在研制的超声测量系统上进行SF6标准气体检测试验，该实验在设计的气体标定装置上进行，保证测量结果的可靠性。实验结果表明了该方法测量SF6气体泄漏的可行性，其精度可达水平，平均相对误差5%左右。

关键词：
SF6泄漏监测

超声技术

单通道检测

相位差

查看(6348)

垂直轴风电机组数据采集系统的研究与设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.026

作者：成义，茅靖峰，吴国庆，吴爱华，张旭东，杨蛟

作者单位：南通大学电气工程学院，江苏南通226019

摘要：针对机组工作性能评估与现场运行参数测试的实际应用需求，分析研究了机组的基本测试特性内容及其数据采集原理。为了避免传统人工测试方式存在的传感器布线复杂、劳动强度高、数据精度分散性大、安全性差等不足，设计了一套基于LabVIEW和WiFi无线通信技术的垂直轴风力发电机组测试数据采集系统。系统将数据采集前端采集到的数据经TCP/IP协议传送至上位机，上位机采用图形化编程语言模块化开发，实现对机组测试数据的智能化采集和处理，并有利于功能的进一步拓展。试验结果验证了该数据采集系统设计的正确及有效性。

关键词：
垂直轴风力机

风力发电

测试系统

查看(5854)

地铁车库恒温集控系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.027

作者：姚仲敏1，何昫1，翟菲菲2

作者单位：1.齐齐哈尔大学通信与电子工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006；2.天津市数城科建科技有限公司，天津300190

摘要：针对地铁车库“燃气辐射供暖系统”供暖方式，基于STM32和CAN总线技术，设计了一种既可单台运行也可多台联合群控运行的智能恒温集控系统。该系统由PC客户端、信息集控器、温控器和温度采集器等四部分组成。对系统方案、硬件设计和软件设计进行了详细介绍，并给出了实验测试结果。系统可实现对地铁供热设备的集中监控、独立设置、自动运行、节点扩展、功耗检测和故障保护预警等功能，具有很好的实时性和稳定性。

关键词：
地铁车库

恒温集控

燃气辐射供暖

STM32

查看(7434)

通信与网络

互耦条件下窄带循环平稳信号阵列测向方法的误差分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.028

作者：魏煜欣1，岳倩2，陈长兴1

作者单位：1.空军工程大学理学院，陕西西安710051；2.中国人民解放军91033部队，山东青岛266034

摘要：常规阵列各阵元感应电流间的耦合作用是很难消除的，互耦效应的存在会导致窄带循环平稳信号阵列测向方法产生角度估计偏差。为了分析这一偏差，首先基于互耦条件下的阵列接收数据建立了用于窄带循环平稳信号测向的阵列伪数据矩阵模型，并以此为基础得到了均匀线阵和一般线阵中测向误差的解析表达式。仿真结果表明该理论偏差在各种信号环境和阵列结构中都具有很高的准确性。

关键词：
阵列信号处理

波达方向估计

性能分析

阵列互耦

查看(4772)

基于二维空间域移动通信统计信道的空时特性

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.029

作者：周杰1，2，朱慧娟1，袁梅1

作者单位：　　1.南京信息工程大学气象探测与信息处理重点实验室，江苏南京210044；　　2.日本国立新泻大学工学部电气电子工学科，日本新泻950-2181

摘要：为了减小无线环境中的多径效应，要求提供信道模型多径分量的到达角度(AOA)和到达时延(TOA)。因此产生了几何单反射信道模型（GBSBCMs）的概念，即假定散射体均匀分布在椭圆区域（宏蜂窝）或圆形区域（微蜂窝）。在宏蜂窝和微蜂窝中，假定散射体为椭圆模型(EM)或圆模型(CM)时或许是合理的，但对于一般散射体模型而言，要确保当散射体为其他分布类型的情况下都是有效的，就需要获得信道参数。推导了在一般散射体模型中基站信号的到达角度和到达时延的联合概率密度函数、边缘概率密度函数，它适用于多种蜂窝型，重点研究高斯分布的散射体，最后仿真验证了推导的合理性。

关键词：
单信道散射体

到达角度

到达路径

概率密度函数

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基于通信链路的NoC映射算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.030

作者：金世燕，姚远程，秦明伟

作者单位：西南科技大学信息工程学院特殊环境机器人技术四川省重点实验室, 四川绵阳621010

摘要：片上网络映射算法对系统通信能耗、延时等性能具有重大影响。基于通信链路通信量大小，提出一种改进的多目标遗传映射算法，以降低系统能耗和延时。算法中提出根据通信链路通信量大小决定任务在网络拓扑中映射位置的方式来产生初始染色体，并通过改进的变异操作产生新的子代，有效降低了算法复杂度，加快了算法的收敛速度。实验通过NIRGAM仿真平台进行，结果表明，与传统的多目标遗传算法相比，在实际应用DVOPD中，能耗降低了49.76%，通信延时降低了53.23%；在VOPD实验中，能耗和延时分别降低了29.54%和32.45%；而MPEG-4的能耗和延时则分别降低了45.72%和49.40%。同样，提出的算法与模拟退火算法相比，能耗和延时性能也有明显提高。

关键词：
片上网络

映射

多目标遗传算法

通信链路

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BDNC：基于网络编码的车载网商业消息传输协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.031

作者：黄欣1，赵志刚2，万荣泽1

作者单位：1.广西农业职业技术学院网络信息中心，广西南宁530007；2.广西大学计算机与电子信息学院，广西南宁530004

摘要：通常采用网络编码技术提高VANETs中商业应用的带宽利用率。然而，网络编码会引入额外的消息传输时延，这就存在带宽利用率和消息传输时延的权衡问题。为此，针对车载商业应用中的消息传输，提出了面向带宽和基于网络编码时延的消息传输协议(BDNC)。当两个源节点同时向同一区域广播消息时，转发节点(Relay)就利用网络编码技术降低重播次数和带宽消耗。当转发节点接收到消息时，它有两个选择：等待编码机会，节省带宽；或直接转发消息，降低时延。BDNC采用了两个不同的时延控制策略：缓冲区域控制(BSC)策略和时间控制(TCS)策略，以降低传输消息每一跳的时延和提高带宽利用率。仿真结果表明，两个策略较好地控制时延，且带宽利用率提高了38%。

关键词：
车载网

网络编码

商业应用

时延

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MUSA系统中一种快速多用户检测算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.032

作者：武汉，邵凯，庄陵，王光宇

作者单位：重庆邮电大学移动通信技术重点实验室，重庆400065

摘要：多用户共享接入是一种5G非正交多址接入方案，由于采用了串行干扰消除（SIC）检测算法，算法运行时间较长，时延和复杂度较大。针对5G低时延、高可靠性的需求，提出了一种基于并行干扰消除（PIC）结构的快速非线性检测算法，该算法不需要多级PIC结构。首先让接收信号经过最小均方误差（MMSE）检测器，并把MMSE检测器的输出作为PIC检测器的输入。该算法避免了串行干扰消除算法中多次排序和对矩阵多次求逆的问题，在不降低符号错误率的情况下，算法的运行时间减小了54%，复杂度降低了一个级别。

关键词：
多用户共享接入

非正交多址接入

串行干扰消除

并行干扰消除

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计算机技术与应用

基于机器学习的VoIP流量在线识别系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.033

作者：刘建明1，唐霞2，李龙3

作者单位：1.桂林电子科技大学计算机科学与工程学院，广西桂林541004；　　2.桂林电子科技大学电子信息与自动化学院，广西桂林541004；3.桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004

摘要：针对目前VoIP离线识别无法满足复杂网络环境中流量监控系统的实时性与高精度要求，设计并实现了VoIP流量在线识别系统。首先，基于数据挖掘工具WEKA中集成的机器学习算法，在扩大训练集的基础上对流统计特征进行筛选并搭建分类器模型。然后，利用JPcap库提出并设计边抓包边检测机制，实现VoIP流量快速识别。实验结果表明，该在线识别系统实时性高，且能达到92%的精度。

关键词：
流量监控

VoIP

在线识别

机器学习

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基于量子行为粒子优化的电路板红外成像增强

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.034

作者：张亚军1，罗鑫2

作者单位：1.驻马店职业技术学院机电工程系，河南驻马店463000；2.黄淮学院电子科学与工程系，河南驻马店463000

摘要：为了提高电路板红外成像增强的效果，采用量子行为粒子优化算法。首先在量子空间中更新粒子位置，建立粒子停滞系数与收缩扩张系数之间的关系；接着通过判断粒子停滞有效地减少无效迭代；最后采用非完全Beta函数实现电路板红外图像增强。实验仿真显示该算法对电路板红外成像细节增强效果比较清晰，均方误差明显减小，相对信噪比明显提高。

关键词：
量子行为

停滞系数

非完全Beta函数

红外成像

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基于DTW和K-means的动作匹配和评估

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.035

作者：吴齐云，战荫伟，邵阳

作者单位：广东工业大学计算机学院，广东广州510006

摘要：为满足基于Kinecrt的康复训练系统的需要，提出一种人体动作匹配和评估方法。该方法通过Kinect实时提取骨骼关节点三维坐标，计算骨骼关节点的角度，得到一组动作序列的空间角度变化值；然后通过改进的DTW算法把两组动作序列的角度值进行匹配，得到两个序列之间的距离；最后通过K-means聚类方法对距离的大小评估。实验表明，该方法能很好地实现人体动作匹配和评估，实时性好，较传统DTW算法在识别速率上有明显提高。

关键词：
动作匹配

Kinect传感器

k-means

DTW

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CFMMQ：一种共享内存多队列协同取证方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.036

作者：王文奇1，2，刘安战1，郭基凤1

作者单位：1.中原工学院，河南郑州450007；2.郑州市网络安全评估重点实验室，河南郑州450007

摘要：为了使网络取证系统能够协同多个安全取证系统有效取证，提出了一种共享内存多队列的协同取证方法。该方法采用了共享内存通信方式，借助信号机制，设计了基于多个队列进行数据交换算法，解决网络协同取证大数据量通信问题，基于入侵检测报文格式协议（IDMEF）设计了协同取证网络报文协议。通过实现取证系统，验证了协议设计的有效性。

关键词：
协同取证

共享内容取证

多队列协同取证

代理取证

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电源技术与应用

剪切型压电喷头驱动电源的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.037

作者：李勇1，孔春伟2，何继爱2，孔全存3，赵翔4

作者单位：1.清华大学机械工程系，精密/超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京100084；　　2.兰州理工大学计算机与通信学院，甘肃兰州730050； 3.北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京100192；4.北京科技大学机械工程学院，北京100083

摘要：喷头驱动电源是压电喷头的核心部件之一。针对厚度剪切型压电喷头致动器结构特征，分析了0.11～0.32 μm范围内的致动壁位移随驱动电压在20～60 V范围内近似线性增大的关系，推导出致动壁15 kHz的谐振基频数值，结合喷墨通道“三循环”驱动方式时序，设计了一种基于直流变换原理的开关式驱动电源，实现了32路喷墨通道分组喷射，其最大输出电压范围±60 V，正负脉宽和设置时间在15～200 μs内在线可调，单路输出电流大于6 mA，脉宽最大误差小于3%。初步测试实验了该驱动电源的可行性。

关键词：
压电喷头

剪切型

谐振基频

三循环

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电流预测无差拍在三相并网逆变器中研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.038

作者：陈荣1，2，何松原2

作者单位：1.盐城工学院电气学院，江苏盐城224051；2.江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013

摘要：针对传统的无差拍控制器在控制上的延时，同时为进一步解决静态误差、抗干扰等问题，提出了一种预测电流无差拍功率解耦控制结合SVPWM调制的策略。新的无差拍控制器在电流内环控制上可以很好地解决三相电压型逆变器在并网运行时锁相问题。在PSIM软件下对三相并网逆变器进行建模，利用无差拍方法对输出电流跟踪与dq坐标系下电网电压定向对功率解耦，从而控制逆变器的输出功率。仿真和实验结果证实此方法在逆变器并网锁相时具有良好的效果。

关键词：
无差拍

SVPWM

并网逆变器

功率解耦

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电压型PWM整流器并联系统零序环流的抑制方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.039

作者：魏力1，魏金成1，朱修敏1，龙勇2，王瑶2，曹太强1

作者单位：1.西华大学电气与电子信息学院，四川成都610039；2.西南民族大学电气信息工程学院，四川成都610041

摘要：把基于空间矢量调制直接功率控制(direct power control with space vector modulation，DPC-SVM)的直接虚拟功率控制算法运用到了并联型整流器系统中，构造出了虚拟的电网磁链矢量作为定向矢量，达到取消交流侧电网电压传感器、降低并联系统硬件成本的目的；通过改进传统SVPWM控制模块来达到抑制环流的目的，进而减少系统的能量损耗。相比于传统的基于电网电压定向的电流控制并联系统，提出的新方法在环流控制方面能够达到与传统方法相同的性能，并且能够大大减少传感器的数量,增加系统的鲁棒性。通过仿真实验，验证了所提出的改进策略的正确性和可行性。

关键词：
虚拟磁链

直接功率控制

电压型PWM整流器

模块并联

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两级高轻载效率数字功率变换器的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.040

作者：史永胜，田卫东，高静茹，李利，高丹阳

作者单位：陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021

摘要：针对电源轻载效率低的问题，提出了一种数字（DSP）集成控制方法。该方法同时控制PFC级直流输出母线电压和全桥部分的开关时序，轻载时，通过调整母线电压并降低开关频率来减小开关损耗和环路电流损耗。实验结果表明，该变换器在10%额定负载下效率能达到90%，在5%额定负载下效率仍高于80%。

关键词：
母线电压

开关方法

移相全桥PSFB

轻载效率

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技术专栏-总线网络测控技术

高速GJB289A总线系统测试方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.041

作者：胡小婷1，2，王鑫3，张亦姝4，李波3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068；4.驻六三一所军事代表室，陕西西安710019

摘要：随着航空电子技术的发展，原有的1 Mb/s总线传输速率已无法满足机载总线数据传输要求，高速GJB289A数据总线技术应运而生。为了保证高速GJB289A总线功能、性能的正确性，总线协议的符合性以及系统通信的可靠性，研究高速GJB289A总线系统的测试方法非常必要。主要从高速GJB289A总线系统电气特性、总线协议符合性、系统通信三方面实现对高速GJB289A总线系统测试方法的研究，介绍高速GJB289A总线系统测试平台搭建与测试方法，为后续高速GJB289A总线系统的设计、开发及研制奠定基础。

关键词：
GJB289A数据总线

高速

测试方法

航空电子系统

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ARINC659总线测试方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.042

作者：吴晓成1，2，杨峰1，2，淮治华1，2，柏美娟3

作者单位：　　(1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068；2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068)

摘要： ARINC659总线是一个具有总线传输时间确定性的多节点串行通信总线，为了保障ARINC659总线系统在通信过程中的高容错性、高冗余度、高完整性和高可靠性，对其进行充分测试是十分必要的，能确保ARINC659总线系统安全可靠地使用。搭建了ARINC659总线测试平台，在此基础上从物理层和数据链路层两方面对ARINC659总线的测试进行了分析和研究，对提高ARINC659总线系统的可靠性具有重要意义。

关键词：
ARINC659总线

测试

总线故障

物理层

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FC网络仿真验证系统构建及关键技术

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.043

作者：刘娟1，2，王宏涛3，李娟3，田文娟3

作者单位：　　1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要： FC网络仿真验证系统为高效、快速构建FC网络提供了有效途径。基于对FC协议及应用需求的解读和分析，详细阐述了FC仿真验证系统的构建过程及相关网络数据收发、交换、监控、分析、采集和记录等关键技术的解决途径,为FC网络技术的应用提供了基础理论体系、系统解决方案及测试验证平台。

关键词：
仿真验证

数据监控

分析测试

数据采集和记录

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一种1394总线分析逻辑电路的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.044

作者：牛少平1，2，史嘉涛3，索高华3，宋杰3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068；　　2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要： 1394总线标准具有灵活、高速和可扩展的特性，为确保新一代航空1394总线系统功能、性能正确性，总线协议符合性及系统应用可靠性，对航空1394总线系统进行系统测试成为必要手段。提出了一种用于1394总线数据分析的逻辑电路，该逻辑电路内嵌于1394分析设备硬件中，可实现1394总线数据和状态的监控、分析和存储，再通过其主机接口读取分析结果。经过1394总线系统的联试、试验及试飞测试任务，充分表明该逻辑电路可有效监控分析1394总线，对于促进航空领域1394总线系统的研制具有重要意义。

关键词：
1394总线

监控

分析

逻辑电路

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基于FPGA的AFDX网络高速数据采集器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.08.045

作者：田泽1，2，索高华3，张荣华1，2，洪元佳3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要： AFDX高速网络试飞系统实时采集关键参数的需求，使得研发一种高速、实时、高可靠的AFDX数据采集器十分重要。提出了一种基于FPGA的数据采集器设计方案，充分考虑AFDX网络特有的完整性检查、余度管理、虚拟链路、带宽隔离和流量整形等关键技术，实现网络数据的实时采集、参数挑选和数据转发等功能。通过对AFDX数据采集器进行实测，证明该设备具有通用性强、可靠性高、实时性强、数据处理速率高等特点，完全满足AFDX网络数据采集的应用需求，是一款完全具有自主知识产权的采集设备，为国产化研制及大型飞机的试飞验证提供了有力保障。