2017年第12期

刊出日期:2017-12-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
上一期

综述与评论

头皮脑电采集技术研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172215

作者:张发华,舒 琳,邢晓芬

作者单位:华南理工大学 电子与信息学院,广东 广州510641

摘要: 脑电能反映人脑的健康及认知活动状况,是脑疾病诊治及认知神经科学的重要参数。脑电监测也是脑机接口的重要手段。其中,头皮脑电采集技术相对于颅内脑电采集技术具备无创的优点,相对于前额脑电采集能提供多通道多脑区的脑电信号,用途最广泛。然而头发遮蔽影响脑电采集性能,从而限制其应用。对头皮脑电采集技术的电极器件及可穿戴系统进行了综述研究,分析该领域国内外科研及产业化进展情况,并从新型材料、先进结构和加工工艺、系统集成三方面对头皮脑电采集技术的发展进行展望。研究对于头皮脑电采集技术的发展具有指导价值与参考意义。
关键词:
头皮脑电
半干电极
干式电极
有源电极
可穿戴

微电子技术

基于FPGA的多模式数字匹配滤波器的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171958

作者:林 鑫

作者单位:北京理工大学 信息与电子学院,北京100089

摘要: 数字匹配滤波器(DMF)是直接序列扩频(DSSS)通信系统的关键部件,采用FPGA设计数字匹配滤波器可以获得更高的系统性能。首先介绍了数字匹配滤波器的原理,然后阐述了多模式DMF的设计原理,在同一个直接序列扩频通信系统的接收端集成多种模式,实现对多种扩频比扩频信号的解扩,提高通信系统的性能。在此基础上,通过MATLAB仿真验证其有效性,最后给出了FPGA实现的过程和结果。
关键词:
DMF
DSSS
多模式
FPGA

标准芯片单元可连通性的检测方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.174416

作者:刘 淼

作者单位:上海楷登电子科技有限公司,上海201204

摘要: 介绍了一种标准芯片单元可连通性的检测方法,可以有效检测标准芯片单元的可连通性,在布局布线阶段之前,改进标准单元的版图,或者增加布局布线的约束条件,从而保证标准芯片单元的设计对布局布线的友好性。通过对标准芯片单元的检测和改进,可以有效提高芯片的整体可连通性,从而节约布局布线阶段的工作时间,减少开发周期,提高芯片良率。本方法可以实现标准芯片单元库的全覆盖检测,通过优化算法,可以在尽可能减少芯片测试工作量的前提下,实现90%以上的随机场景再现。通过在不同技术节点标准芯片单元检测中的应用,有效地捕获了标准芯片单元连通性的问题,在数字后端布局布线之前,改进或阻止了可能出现的不友好场景,提升了芯片后端设计的效率。
关键词:
标准芯片单元
芯片管脚
可连通性
网表
版图设计

基于FPGA的并串转换电路硬件实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172005

作者:刘 焱,周圣泽,罗 军,王小强,罗宏伟

作者单位:工业和信息化部电子第五研究所,广东 广州510610

摘要: 并串转换电路在通信接口中具有广泛的应用,可编程逻辑阵列由于具备灵活、可重构等特点非常适应于并串转换硬件电路的实现。为了解决硬件电路结构中资源与性能的矛盾,分析比较了移位寄存器、计数器与组合逻辑条件判定三种不同的并串转换硬件电路结构,并通过设计仿真对其进行了功能验证和性能评估。实验结果表明采用移位寄存器的实现方法具有最优的速度性能,采用计数器的实现方法具有最优的性价比,采用组合逻辑条件判定的实现方法具有最少的寄存器资源消耗,可根据实际应用需求合理选择并串转换硬件电路实现方式。
关键词:
可编程逻辑阵列
并串转换电路
硬件实现
移位寄存器
计数器

高频数字抽取滤波器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171981

作者:杨 芳,傅伟廷,秦天凯,高清运

作者单位:南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300350

摘要: 设计了采样频率为640 MHz、过采样率为64的高频数字抽取滤波器。该数字抽取滤波器由CIC(Cascaded Integrator Comb)滤波器(降16倍)、CIC补偿滤波器(降2倍)和半带滤波器(降2倍)组成。为了实现高频工作,CIC滤波器采用两级结构,第一级采用多相分解技术,使大部分结构工作在较低时钟频率下,极大地降低了CIC的功耗,第二级采用传统结构。CIC补偿滤波器使信号通带平坦,半带滤波器满足了阻带的衰减要求。为了验证数字滤波器的性能,搭建了四阶前馈—反馈结构ΣΔ调制器,作为数字抽取滤波器的输入,最终在输入信号频率为0.5 MHz时,数字抽取滤波器输出的信噪比为97.40 dB。
关键词:
ΣΔ调制器
数字抽取滤波器
CIC滤波器

基于SoC的信号跨时钟域传输验证方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172154

作者:王 鹏1,尤 然2,刘旭红2,范毓洋1,田 毅1

作者单位:1.中国民航大学 民用航空器适航审定技术与管理研究中心 天津市民用航空器适航与维修重点实验室,天津300300; 2.中国民航大学 适航学院,天津300300

摘要: 在SoC信号跨时钟域传输时,有可能会产生亚稳态等问题。到目前为止,对信号跨时钟域传输还没有一套完整且通用的验证方法。因此,在传统SoC设计和验证仿真工具的基础上,形成了关于信号跨时钟域传输的一整套验证方法。其中包括CDC结构分析、基于断言的CDC协议验证、亚稳态注入分析三部分。通过此套方法可以在设计初期发现设计中的缺陷,提高设计的可靠性。
关键词:
亚稳态
跨时钟域
验证

基于DDS技术的杂散抑制和正弦信号源的实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171974

作者:亢 凯,阎渊海,胡泽民,施洪生

作者单位:北京交通大学 国家能源主动配电网技术研发中心,北京100044

摘要: 依据直接数字频率合成技术(DDS)工作原理,在simulink软件搭建系统仿真模型输出正弦信号,在此基础上实现了两种压缩ROM查询表数据量的方法来抑制杂散波,并把这两种压缩方法相结合使得压缩比达到了1:42.67,有效减少了查询表的规模,降低了对DDS资源的占用。另一方面提出了一种基于DDS芯片AD9851和AT89S52单片机的正弦信号源设计方案,给出了该方案的相关硬件接口和软件程序,经过对实际PCB板的测试,实现了1 Hz~50 MHz的正弦信号输出,该正弦信号源可应用在不同的高频领域。
关键词:
直接数字频率合成
Simulink仿真
杂散抑制
AD9851

嵌入式技术

基于STM32-OCV法的纯电动汽车剩余里程预测

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172168

作者:陈德海,任永昌,华 铭,黄艳国

作者单位:江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西 赣州341000

摘要: 纯电动汽车的剩余里程精准实时预测是动力电池能量管理系统(BMS)研究的重要领域之一。为解决其预测时误差大、自适应性差和数学建模复杂的难点,利用优化开路电压法,在电池包静止足够长和荷电状态较大阶段时预测荷电状态初值,并及时更新标准里程SN和标准准容量SOCN使其具有自适应性,消除累积误差,然后把坡度参数、非必要能耗设备容量参数转化为里程参数,最后建立优化OCV法数学模型及设计STM32硬件来预测剩余里程,利用EV-1型纯电动车试验记录测试值与预测值比较,其最大相对误差为5.2%,预测精度较现有其他方法有明显提高。
关键词:
动力电池
能量管理系统
剩余里程
优化开路电压法
STM32

基于K64机械臂控制系统的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172276

作者:丁 伟,王宜怀,贾荣媛

作者单位:苏州大学 计算机科学与技术学院,江苏 苏州215000

摘要: 机械臂被广泛应用,其结合不同末端工具来完成特定功能。机械臂的合理使用能大大解放人力,代替人们完成一些重复枯燥或危险的工作。针对自行设计的三自由度机械臂,提出一种专用的嵌入式控制系统。该控制系统以K64为核心控制板,MQX_Lite为操作系统,通过与上位机的通信解析相关命令,计算相应关节旋转角度,多任务并发执行。通过实验验证,该系统运行平稳高效,具有很强的应用价值。
关键词:
机械臂
MQX_Lite
运动控制
嵌入式系统

基于FPGA和ARM的虚拟软盘实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171444

作者:陈章进1,2,陈旭东1,姜鹏程1,王文磊1,李瀚超1

作者单位:1.上海大学 微电子研究与开发中心,上海200072;2.上海大学 计算中心,上海200444

摘要: 提出一种基于FPGA和ARM的虚拟软盘实现方案。在FPGA上实现并行CRC运算、MFM编解码,将存储芯片SRAM虚拟成1.44 MB软盘进行数据访问,通过台式机实现对虚拟软盘的镜像制作、文件读写、格式化、制作启动盘等操作;ARM通过SPI接口实现与FPGA的数据通信,并且在ARM上搭建UDP服务器,实现局域网内设备对虚拟软盘的状态、数据进行读写访问。
关键词:
FPGA
ARM
虚拟软盘
并行CRC
MFM编解码

基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171702

作者:张一豪,孙冬梅,沈玉成,曾 理

作者单位:南京工业大学 电气工程与控制科学学院,江苏 南京211816

摘要: 针对传统汇流箱监测系统布线复杂、可扩展性差和成本高等缺点,以TI公司的CC2530作为硬件核心平台,设计了一套基于6LoWPAN无线传感网络技术的光伏汇流箱监测系统,通过C#.NET和SQL Sever2008开发了上位机监测平台。该汇流箱监测系统具有免布线、低成本和人机交互流畅等优点。搭建了一个包含5个监测节点、1个边界网关和一台PC服务器的测试网络。实验结果表明,该6LoWPAN监测系统实现了对汇流箱电能参数的实时监测和管理,其可靠性和稳定性能够满足光伏汇流箱监测系统的要求,具有较高应用价值。
关键词:
6LoWPAN
汇流箱监测
Contiki
边界路由器

基于FPGA的HDMI多模式显示模块设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171683

作者:向梓豪,陆安江

作者单位:贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025

摘要: 通过SOPC进行视频信号处理是目前研究的热点。针对此类系统的显示模块,提出一种基于FPGA的HDMI多模式显示模块设计方案。首先对HDMI的驱动时序进行分析,设计驱动信号生成电路,然后根据配置参数,将多路视频进行多级ALPHA混合,实现了通过HDMI输出与显示多路视频,并且每路视频的位置与透明度可设置。为保证视频的实时性,对较为复杂的计算过程采用流水线设计方法提升速度。模块以Verilog HDL的形式进行编写,具有较强的通用性。
关键词:
FPGA
多模式显示
HDMI
ALPHA混合

测控技术与仪器仪表

桥梁监测系统无线索力计的设计及应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172576

作者:汤 韬1,2,邓勇军3,叶华荣3,李 亚2,李文华2,王鹏军1,2,邓北星2

作者单位:1.清华大学 电子工程系,北京100084;2.北京源清慧虹信息科技公司,北京100085; 3.泸州市交通运输局,四川 泸州646000

摘要: 针对桥梁监测系统的索力监测应用场景,设计了一款智能无线索力计。该传感器具有超低功耗、前端智能算法、无线自组织网络等技术特点。提出并实现了嵌入式硬件平台上的索频提取方法,经实验及实际工程检验,该方法测量结果准确。该设计整机可在电池供电环境下实现常年连续工作。此设计有效地解决了拉索监测过程中监测系统建设冗繁、数据分析难度大、系统成本偏高、维护复杂等实际工程问题。
关键词:
无线索力传感器
算法设计
结构监测

基于FPGA的可消除高频非线性的动态分频鉴相器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172015

作者:杨三三1,贾豫东1,张晓青1,杨 博2

作者单位:1.北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室,北京100192; 2.国防科学技术大学 电子科学与工程学院,湖南 长沙410073

摘要: 提出了一种可消除高频非线性的动态分频鉴相器的结构和实现方法,输入信号经波形变换后,利用FPGA进行分频,并通过8位拨码开关来设置1~255不同的分频系数,分频后通过数字鉴相器、低通滤波器和调理放大电路实现鉴相。这种设计不仅大大提高了鉴相范围和灵敏度,而且消除了高频非线性化现象。实验表明,该数字鉴相器输入频率范围200 kHz~100 MHz,鉴相范围-510 π~+510 π,线性度优于±1.5%,同时具有根据不同应用需求进行动态分频的特点。
关键词:
高速比较器
FPGA
分频
高线性度
鉴相电路

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的研究与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172507

作者:杨 洋

作者单位:1.河北省仪器仪表产业技术研究院,河北 承德067000;2.河北省仪器仪表工程技术研究中心,河北 承德067000

摘要: 分析了拉曼散射斯托克斯光和反斯托克斯光比值与温度分布的关系,并给出光时域反射距离定位解析表达式,设计出分布式光纤测温系统,并通过室内和室外试验对仪器的稳定性和准确性进行了验证。室内对恒温槽的水温进行测量,其最大测量误差为0.25 ℃;室外实验地点在沈阳市郊某大桥上游河滩上,对埋入地下的四层光纤进行注水并测温,通过传感光纤,各层温度变化情况能得到很好反映。
关键词:
光纤
拉曼散射
分布式
测温系统

基于麦克风阵列的声源被动定位系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171954

作者:韩文革,苏淑靖,薛彦杰

作者单位:中北大学 电子测试技术重点实验室,山西 太原030051

摘要: 为了优化声源被动定位技术,以及降低功耗、提高精度、增强对人员不易到达的恶劣环境等区域的声源监测能力,设计了一种基于麦克风阵列的声源被动定位系统。以五元十字形为麦克风阵列模型,以FPGA为核心,采用VHDL编写逻辑控制程序对数据采集、读取过程进行控制, 通过USB接口与上位机通信,主要设计了放大和接口电路模块。测试结果表明,系统定位距离准确,相对误差较小,满足系统设计要求。
关键词:
五元十字形
FPGA
数据采集
USB接口

发电系统动态仿真监控平台研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.174207

作者:苏 畅1,龚钢军1,罗安琴1,熊申铎1,刘 韧2

作者单位:1.华北电力大学 北京市能源电力信息安全工程技术研究中心,北京102206; 2.北京卓识网安技术股份有限公司,北京102206

摘要: 为了同步实时获取电力系统动态仿真数据以实现交互式仿真,使用LabVIEW软件及其数据记录和监控模块设计了一套监控平台,并利用MATLAB/Simulink软件进行了验证。构建了三相同步发电机带负载仿真模型,可通过程序控制断路器接入两种负载产生不同工况,支持现场对发电机电气参数进行连续监测,利用过程控制对象连接与嵌入OPC技术将测量值传递到虚拟仪器监控系统中实时显示各监测对象当前值和趋势图,同时实现了数据采集与存储、与模型控制交互等关键功能。实验结果表明,监控平台能正确地监控仿真模型的运行,并执行所设计的各项功能。
关键词:
交互式仿真
数据采集与监控系统
LabView
OPC

基于SII接口的EtherCAT网络配置方案设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.179021

作者:南 扬1,2,丰大军2,赵德政2,王 皓2

作者单位:1.西安电子科技大学 通信工程学院,陕西 西安710071;2.华北计算机系统工程研究所,北京100083

摘要: 介绍了EtherCAT工业以太网技术及常用EtherCAT网络配置方案,分析了常用配置方案所存在的问题,针对EtherCAT配置方法开展研究,提出了一种基于从站信息接口(SII)的EtherCAT网络配置方案。通过设计实验对该配置方案进行测试,实验结果表明该方案能有效提高EtherCAT网络配置的效率。
关键词:
工业以太网
EtherCAT
从站信息接口
网络配置

基于PC104的高低压时序信号监测系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172691

作者:李 璟,韩逸飞,崔 靳,刘 薇,杨校华

作者单位:北京微电子技术研究所,北京100076

摘要: 提出了一种基于PC104的实时信号时序信号监测系统,该系统包括主控设备及时序信号采集设备,板卡采用标准PC104结构。系统可以通过主控设备进行配置时序信号采集设备,实现恒流源、恒压源信号处理通路的切换及信号采集。同时用户可以通过增减时序信号采集设备的数量,自配置测量通路数量,具有通用性、扩展性、小型化等优点。
关键词:
PC104
时序监测
扩展性
小型化

通信与网络

一种混合式高动态范围AGC算法与FPGA实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171328

作者:赵潇腾1,2,尹军舰1,张锦涛1,2,李仲茂1,冷永清1

作者单位:1.中国科学院微电子研究所,北京100029;2.中国科学院大学,北京100049

摘要: 基于接收机的应用提出了一种混合式高动态范围AGC算法。该算法由射频前馈与中频反馈算法组成,借助现场可编程门阵列得以实现。在该算法的控制下,以射频开关、数控衰减器、检波器、可变增益放大器为核心器件,实现了一种输入动态范围110 dB、灵敏度-100 dBm、输出功率为-19 dBm的自动增益控制环路。
关键词:
AGC算法
高动态范围
接收机
FPGA

D2D通信中基于RLE编码二叉树发现消息的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170987

作者:李小文,李新梅,王晓娟

作者单位:重庆邮电大学 移动通信重庆市重点实验室,重庆400065

摘要: D2D(Device-to-Device)通信是通信网络中近邻设备之间直接进行信息交换的技术,它使得设备在具有相同且同处于激活状态应用程序的情况下,实现与邻近设备间的直接链路通信。针对大数据量的设备应用程序与有限频谱资源之间存在的矛盾,提出基于RLE编码二叉树结构构造发现消息的方法。通过使用应用程序标识值范围替代传统上使用的应用程序标识值,可以减少发现消息大小以提高节点发现的能力,并且在接收到邻近设备发送的发现消息时,通过解码后进行的迭代细分查找法可以达到快速查找的目的。最后通过理论分析和仿真实验进行了结果的正确性验证。
关键词:
D2D通信
邻近服务
二叉树
移动应用
RLE编码

基于工控网络拓扑结构的可视化分层方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.179022

作者:张 湾1,张 华2,郭肖旺1,霍玉鲜1,张晓莉1

作者单位:1.华北计算机系统工程研究所,北京100083;2.北京航天飞行控制中心,北京102206

摘要: 为了实现工控网络组态的拓扑结构到二维平面的无交叉映射显示,从自主可控PLC的网络拓扑出发,提出按照广度优先生成树的高度对拓扑结构进行分层,根据层次的划分,每个界面只显示该层组态界面信息,简化了组态画面的复杂性,强化了组态拓扑的逻辑划分。通过统计每个节点可连通的叶节点数量分析节点的关键度,利用关键度分析网络组态中的节点,并提示预警。
关键词:
拓扑结构
分层显示
组态预警
PLC

基于超材料的宽带高吸收率吸波器研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171412

作者:于榭彬,宋耀良,范事成

作者单位:南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京210094

摘要: 设计了一种加载集总电阻的宽带高吸收率超材料吸波器,并且对其进行仿真和实物测试。仿真结果显示,该超材料吸波器在8.4~13.6 GHz的频率范围内吸收率超过90%,相对吸收带宽为47.3%;在10.3~13.1 GHz频率范围内有超过99.9%的吸收率,相对吸收带宽为23.9%。在工作频段内,该吸波器对于宽入射角的入射波依旧能保持较高的吸收率,最后利用吸波器表面电流和电场分布对吸收机理进行了分析。所设计的宽带高吸收电磁超材料吸波器在X波段雷达、电磁隐身等方面有着巨大的潜在应用。
关键词:
超材料吸波器
宽频带
高吸收率
集总电阻

一种LTE系统主同步重叠与分段联合检测算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170899

作者:田增山,徐 建,李伟光

作者单位:重庆邮电大学 重庆市移动通信技术重点实验室,重庆400065

摘要: 同步作为小区搜索的重要部分,对小区的选择和响应时延等有着决定性的作用。在长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统中主同步直接影响辅同步、全双工模式的识别,以至整个通信系统。结合主同步信号(Primary Synchronization Signal,PSS)良好的互相关性,给出了一种基于FFT快速相关的改进算法,采用重叠和分段联合检测的方式,并且通过数据循环后移保证序列完整性,来实现对半帧数据的快速搜索。理论分析和仿真表明,该算法能够有效降低计算量和同步时间。实验表明,该算法在LTE系统中能够准确高效地实现PSS序列的快速同步。
关键词:
LTE系统
主同步
FFT快速相关
重叠分段联合
循环后移

方形环贴片双模微带带通滤波器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171827

作者:吴 燕1,邓开乐1,王代强2

作者单位:1.贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025;2.贵州民族大学,贵州 贵阳550025

摘要: 提出了一种用阶梯型阻抗方形环谐振器构成的双模微带滤波器,该滤波器引入一个方形切角作为微扰,并采用输入/输出与谐振器直接馈电的方式。该结构的滤波器在通带两侧均产生了传输零点,使阻带抑制性提高。使用电磁仿真软件HFSS对滤波器进行仿真优化,结果表明,双模带通滤波器的中心频率在2.2 GHz处,通带内的最小插损为-0.47 dB,3 dB相对带宽为18.2%,仿真结果与实测结果基本一致。
关键词:
双模滤波器
方环谐振器
阶梯型阻抗
微带带通滤波器
HFSS

一种双极化结构的新型无芯标签设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171487

作者:赵 峰1,何 毅1,邹传云1,贾小林2

作者单位:1.西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳621010;2.西南科技大学 计算机科学与技术学院,四川 绵阳621010

摘要: 提出了一种由水平和竖直方向上蚀刻的I型谐振体构成的双极化无芯RFID新型标签。采用双极化编码技术和频移编码技术设计了该种新型标签的编码方法,实现了编码容量加倍,同时在减少谐振单元的情况下,仍然可获得更加理想的编码容量。最后,设计了一个16 bit的双极化无芯标签,通过仿真验证了其可行性,为无芯标签的研究提供了新的思路。
关键词:
双极化
RFID
无芯标签
编码容量

基于直接序列扩频的地铁穿地通信系统研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171345

作者:曾佳佳,苏 中,李 擎

作者单位:北京信息科技大学 高动态导航技术北京市重点实验室,北京100101

摘要: 针对地铁穿地通信系统中,大地层对电磁波反射、折射带来的多径衰减问题,设计一种基于直接序列扩频的抗多径干扰通信系统。通过采用高随机性的Logistic扩频码,极大地提高了地铁穿地通信系统的抗多径干扰性能。仿真结果表明,针对不同的近地传输介质,系统误码率接近于0.1%,且随穿地深度增加,误码率趋于0,为以后近地穿地通信提供了一定的理论基础。
关键词:
地铁穿地通信
扩频
Logistic
误码率
穿地深度

计算机技术与应用

基于视觉显著性的LED晶圆自动提取系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171157

作者:王想实1,王 棋2

作者单位:1.无锡职业技术学院 物联网技术学院,江苏 无锡214121;2.深圳市艾特智能科技有限公司,广东 深圳518007

摘要: 晶圆目标提取是晶粒计数系统的重要处理环节,是确保晶粒计数准确度的前提条件。目前主要应用阈值化方法将晶圆目标从背景中提取出来,由于离型纸固有因素影响,造成成像灰度不均匀,严重影响晶圆目标范围的有效识别。系统通过对光源的闭环控制,取得合适亮度的晶圆图像后,在Harris轮廓点的外围区域确定边界,通过内部区域对边界的连接度来检测区域中的晶圆视觉显著性目标。试验证明,该系统能精确地在离型纸背景上有效提取晶圆目标。
关键词:
晶圆
阈值
边界
Harris
显著性

基于VxWorks的星务管理系统软件多任务实时性调度设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170141

作者:赵建坤,张大松,胡爱兰,李建宏

作者单位:华北计算机系统工程研究所,北京100083

摘要: 在星务管理系统软件的设计开发中,为了更好地满足系统的高实时性、高安全性、高可靠性等要求,提出采用实时性强的操作系统——VxWorks操作系统作为卫星星务系统的核心。采用VxWorks操作系统的多任务调度机制,并结合基于时间片轮转调度实现多任务设计算法的特点,进而制定出星务管理系统软件的架构。结果表明,该设计满足卫星星务系统软件设计的可靠性、实时性的要求。
关键词:
星务管理系统
VxWorks实时操作系统
多任务调度机制

基于插值预测误差的密文域可逆信息隐藏

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170160

作者:牛向洲,张敏情,柯 彦

作者单位:武警工程大学 电子技术系 网络与信息安全武警部队重点实验室,陕西 西安710086

摘要: 针对传统的图像预测误差算法预测精度弱、嵌入容量较低以及在密文域应用局限等问题。结合Paillier同态加密算法,提出了一种基于插值预测误差的密文域可逆信息隐藏算法。该方案首先对原始载体图像进行采样,然后引入权重,利用采样像素点对非采样像素点进行预测,而后采样像素点利用序列密码进行加密,非采样像素点利用Paillier同态算法加密,最后在加密后的图像上进行秘密信息的嵌入。实验仿真结果表明,该方案在保证预测精度的前提下,可以达到的最高嵌入容量为1.2 bpp,同时具有一定的安全性保证。
关键词:
信息安全
密文域可逆隐写
预测误差
插值
同态加密算法

基于龙芯3A1500的计算加速模块设计方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170625

作者:王延鹏

作者单位:江苏自动化研究所,江苏 连云港222061

摘要: 为提高国产加固计算机的计算处理能力,提出基于龙芯3A1500的计算加速模块设计方法,介绍了模块设计思路;硬件方面采用国产龙芯3A1500处理器及DDR3内存,设计了3A1500+2FPGA的硬件组成模式,并介绍了电源及复位电路设计方法;软件方面搭配国产中标麒麟操作系统,设计了与模块匹配的计算加速软件。最后进行性能测试,与X86酷睿L2400进行了性能对比。结果表明,该设计可大幅提高国产龙芯计算机的计算性能,平均计算加速比达到5以上,验证了设计方法的有效性,对国产加固计算机在高性能计算方向的应用具有指导性意义。
关键词:
加速计算机
龙芯3A1500
FPGA
计算加速
高性能

电源技术与应用

用于锂电池模拟的高速电源设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171489

作者:王胜利,吴云峰,张晨雨,胡波洋,唐远鸿

作者单位:电子科技大学 能源科学与工程学院,四川 成都611731

摘要: 为实现模拟锂电池的充放电特性,设计了一台高速高精度的电源作为锂电池模拟器来实现充放电功能。电源电路由四部分组成,主要包括电压、电流采样电路,电压、电流控制电路,推挽式结构主电路,以及驱动电路。实验证明:放电时0~5 V输出电压可调,输出电流最大为5 A,充电时实现了0~2 A的电流控制功能。电源的上升速度和下降速度响应时间均小于50 μs,与普通的直流电源响应时间几十毫秒相比,该电源有着优越的响应速度。此高速电源运用于电池测试和电池充电设备测试有着很好的前景。
关键词:
模拟锂电池
充放电特性
高速电源
推挽式结构
响应速度

电流型双脉冲跨周期调制Buck变换器研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170926

作者:冯 霏 1,吴访升1,陈鉴富2,王为善2

作者单位:1.常州工程职业技术学院,江苏 常州213000;2.江苏理工学院,江苏 常州213000

摘要: 提出一种断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)Buck变换器的电流型双脉冲跨周期调制(Dual Pulse Skipping Modulation,DPSM)技术。与电压型DPSM技术比较,电流型DPSM技术采用双环控制技术,检测电感电流以产生具有不同占空比的控制脉冲,克服电压型DPSM开关DC-DC变换器无法检测电感电流的问题,有效防止启动过程中电感电流过冲现象发生。以DCM Buck变换器为例说明电流型DPSM技术的原理和输出电压纹波与脉冲组合之间的关系。运用动力学分析方法建立电流型DPSM DCM Buck变换器的离散时间模型,得出高功率脉冲、低功率脉冲以及跨周期脉冲的组合规律。最后,给出仿真和实验结果,表明有着良好瞬态性能的电流型DPSM Buck变换器低输出电压纹波与较宽的负载可调范围等优点。
关键词:
Buck变换器
双脉冲跨周期调制DPSM
断续导电模式DCM
脉冲组合

一种带开关回馈电容变频器的仿真研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170490

作者:段明亮,荣为青,孟彦京

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: 针对变频器带电机负载时回馈能量的吸收,设计了一种在直流母线两端增加一个串联有反并联二极管的功率开关管的电容支路拓扑结构的变频器。分析了此种结构的工作原理以及在三相正弦电源供电下电机稳定运行时回馈能量的大小与转差率的关系。相同容值下,相较于普通变频器直流母线直接并联电容,开关电容可以更好地吸收回馈的能量,消除母线的泵升电压使母线电压更稳定,进而使变频器具有更好的输出性能。通过MATLAB仿真,验证了系统的可行性,同时在刚好完全吸收回馈能量的前提下,开关回馈电容变频器母线并联电容容值可减小为普通变频器的60.53%。
关键词:
变频器
开关电容
能量回馈

一种在GSM下行全频带内用于可穿戴设备的高效射频能量收集技术

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170829

作者:梁东伟,李国林

作者单位:清华大学 电子工程系,北京100084

摘要: 针对市场上可穿戴、低功耗设备的兴起,探讨利用环境中RF能量实现供电的可能性。针对GSM下行935~960 MHz下行频段,使用分立元件在RO4003C PCB板材上进行了测试验证。匹配电路中的电感采用自制绕线电感,在接收功率为-10 dBm时,转换效率达到34.7%。
关键词:
环境能量收集
射频能量收集
可穿戴设备
GSM