《电子技术应用》杂志2023年第01期-AET-电子技术应用

2023年第01期

刊出日期：2023-01-06

邮发代号：2-889

上一期

综述与评论

智能道路标牌系统设计综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222944

作者：陈瑞东，秦会斌，刘伟

作者单位：杭州电子科技大学电子信息学院新型电子器件与应用研究所，浙江杭州 310018

摘要：智能标牌系统是实现智能交通和智能城市快速发展的重要工具。传统的道路标牌只能用固定的文字、符号、颜色向交通参与者单方面传递信息，无法实现对交通流的有效控制和满足人们的出行需求，智能标牌的出现弥补了这些缺陷。首先对传统道路标牌的现状进行了综述，针对智能标牌在人们出行和未来城市道路发展方面的影响，从信息感知、信息通信、低功耗不同角度分析了传统标牌的不足和智能标牌的发展需求，阐述了智能标牌中的关键技术，最后对未来的发展做了展望与总结。

关键词：
智能标牌

智能交通

智慧城市

信息交互

信息通信

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人工智能

基于BERT-CNN的新闻文本分类的知识蒸馏方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223094

作者：叶榕，邵剑飞，张小为，邵建龙

作者单位：昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明 650500

摘要：近年来，随着大数据时代进入人类的生活之后，人们的生活中出现很多无法识别的文本、语义等其他数据，这些数据的量十分庞大，语义也错综复杂，这使得分类任务更加困难。如何让计算机对这些信息进行准确的分类，已成为当前研究的重要任务。在此过程中，中文新闻文本分类成为这个领域的一个分支，这对国家舆论的控制、用户日常行为了解、用户未来言行的预判都有着至关重要的作用。针对新闻文本分类模型参数量多和训练时间过长的不足，在最大限度保留模型性能的情况下压缩训练时间，力求二者折中，故提出基于BERT-CNN的知识蒸馏。根据模型压缩的技术特点，将BERT作为教师模型，CNN作为学生模型，先将BERT进行预训练后再让学生模型泛化教师模型的能力。实验结果表明，在模型性能损失约2.09%的情况下，模型参数量压缩约为原来的1/82，且时间缩短约为原来的1/670。

关键词：
新闻文本

BERT

CNN

知识蒸馏

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基于Darknet23和特征融合的交通标志检测方法

DOI： 10.16157/j.issn.0258-7998.222900

作者：杜婷婷，钟国韵，江金懋，任维民

作者单位：东华理工大学信息工程学院，江西南昌 330013

摘要：道路交通标志检测是智能交通的重要环节之一，针对交通标志检测存在背景复杂、目标较小、检测速度慢等问题，选取工业界青睐的YOLOv3模型提出一种改进的检测方法。利用双向特征金字塔结构实现图像低、中、高层特征语意信息的双向融合，提升低层预测目标的分类和高层预测目标的定位能力；将原模型的主干特征提取网络进行改进，提出Darknet23网络，以提高网络的提取能力和减少计算量；根据目标形状的特点，使用K-means聚类算法得到用于训练合适的锚点框，并在边框回归中引入灵活性更强的L_(α-CIOU)损失函数，使网络朝着预测框与真实框重叠度较高的方向去优化。实验结果表明，该方法在CCTSDB数据集上mAP@0.75达到86.10%、mAP@0.5：0.05：0.95达到70.017%，相比原网络分别提升10.17％和5.656％，参数量减少3 622 091，速度提升8.27 f/s，且优于SSD和Faster RCNN等主流的检测网络。

关键词：
交通标志检测

双向特征金字塔

Darknet23网络

K-means聚类

损失函数

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微电子技术

自适应跨平台PSS中间件架构及开发

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222962

作者：王锋，王磊，张栗榕

作者单位：新华三半导体技术有限公司西安研究所，陕西西安 710075

摘要：芯片工艺、规模不断在提升，所包含的功能越来越复杂。多核、多线程中央处理器（Central Processing Unit，CPU），多维度片上网络（Network on Chip，NoC），高速、高密度接口，各类外设等IP（Intellectual Property）集成在芯片上系统（System on Chip，SoC），使芯片开发阶段的仿真验证场景极其复杂，对芯片特别是SoC开发和验证完备性带来巨大挑战。当前在芯片开发领域，便携式测试和激励标准（Portable Test and Stimulus， PSS）是在UVM（Universal Verification Methodology）验证方法学基础上进一步解决随机化和跨平台的复杂组合场景定义和代码生成难题。

关键词：
芯片

PSS

中间件

验证

VIP

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eFuse失效分析与可靠性电路设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222961

作者：晏颖1，曹玉升1，张睿2

作者单位：1.上海飞聚微电子有限公司，上海201316；2.浙江大学微纳电子学院，浙江杭州310014

摘要：电编程熔丝（eFuse）基于电子迁移原理，通过熔断熔丝使其电阻特性发生不可逆改变来实现编程操作。提高可靠性是eFuse系统和电路优化设计的核心目标。从eFuse工作原理以及失效模式分析入手，重点介绍了影响其可靠性的系统原因和主要机理及过程，并在综合常规电路设计基础上，结合考虑各种工作模式下和具体模块中存在的影响可靠性的因素，最后提出了具有针对性的电路设计解决方案。

关键词：
eFuse

可靠性

失效模式

电路设计

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基于CMOS阈值电压设计的电压基准源

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222872

作者：徐晴昊，奚冬杰

作者单位：中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214035

摘要：基于TSMC 0.18 µm标准CMOS工艺，提出了一种新型无电阻低温漂电压基准源。通过采用CMOS阈值电压（Vth）和与温度成正比的电压（VPTAT）作为基础线性温度单元加权求和的方式，消除了电压基准源输出中残留的非线性温度分量，最终得到高精度的电压基准输出。其中CMOS阈值电压由无电阻结构产生，VPTAT的产生和与CMOS阈值电压的加权求和由非对称差分运放完成。实测结果证明，在-55 ℃~125 ℃温度范围内，电压基准源输出为1.23 V，温度系数为4.5 ppm/℃。在无滤波电容的情况下，基准电源抑制比可达-93 dB。

关键词：
电压基准

阈值电压

温度系数

电源抑制比

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基于EMIF总线接口的桥芯片设计

DOI：DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.222892

作者：沈婧，陶青平，强小燕

作者单位：中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214035

摘要： EMIF是DSP（数字信号处理器）器件上的外部存储接口，基于TMS320VC5510电路的EMIF接口，提出了一种桥芯片的设计方法。该桥芯片包含了多个低速外设如I2C、UART以及SDIO接口，同时集成了IDO、ADC模拟IP，设计进行了充分的EDA仿真和FPGA验证，并进行了流片验证，实装测试结果表明EMIF接口可与桥芯片通信无误，实现了TMS320VC5510电路的外设扩展功能。该桥芯片的设计方法大大增加了市场上SoC设计的灵活度，有效地降低了设计周期，节约了设计成本。

关键词：
EMIF

DSP

桥芯片

硅验证

SoC设计

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一种基于Hierarchy LUT的可重构S-box实现方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222891

作者：方震，赵伟，刘勇

作者单位：中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214035

摘要：基于查找表方法构建的Substitution box （S-box）在可重构分组密码实现中广泛使用，然而因消耗的资源过大，其面积利用效率低。为提高可重构S-box面积利用效率，提出一种基于4R/1W存储结构的分层查找表（Hierarchy LUT），构建可重构S-box。所提出的4R/1W存储结构能减少存储单元的例化数量，提高存储密度。在40nm CMOS工艺下，实现基于Hierarchy LUT的可重构S-box，其面积利用效率得到改善，对比Table Lookup Unit （TLU）和Memory Sharing的可重构S-box方案，效率分别提高了51.76%和6.88%。

关键词：
可重构

S-box

4R1W

HierarchyLUT

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测控技术与仪器仪表

基于ESN的锂电池SOC评估方法与仿真研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223057

作者：杜广波1，蔡茂2，张鑫2，范兴明2，程江华1

作者单位：1.中国联合工程有限公司，浙江杭州 310052；2.桂林电子科技大学电气工程及其自动化系，广西桂林541004

摘要：以新能源车载锂电池为研究对象，建立基于回声状态网络（ESN）预测锂电池的荷电状态（SOC）评估模型。采用交叉验证方法优选回声状态网络参数，以此解决网络模型的参数选择困难。通过带遗忘因子的递归最小二乘法训练建立的回声状态网络模型，实时更新输出权值矩阵以此提高网络的适应性和精度。通过模型仿真分析验证了预测算法的可行性，进一步对比分析了所建立的ESN预测模型与BP神经网络算法、径向基（RBF）网络算法在UDDS、US06和NYCC工况条件下的锂电池SOC评估预测效果，结果表明所建立的回声状态网络模型方法用于锂电池SOC评估预测的性能和效果优于BP算法和RBF算法，具有较好的应用前景，可以为锂电池SOC长期长效预测评估提供参考。

关键词：
锂电池

荷电状态

回声状态网络

参数优化选择

交叉验证

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基于ZYNQ的阵列涡流无损检测系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222952

作者：蒋青松，张志杰

作者单位：中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051

摘要：圆柱形金属试件的阵列涡流检测可以通过几个围绕试件布局的阵列线圈组成的探头来完成，阵列涡流探头由完全相同的8个线圈组成并在一定的空间结构下完成对金属试件的探测。设计1个基于Zynq-7020的阵列涡流检测系统，该系统借助激励通道的8个模拟开关可以对一个或多个线圈进行激励，借助一个8选1模拟开关可以对8个阵列线圈进行分时采集，通过数字相敏检波算法完成对信号的提取。试验结果表明，此系统可以保存、传输、处理阵列探头的激励信号和感应信号，并完成测量阵列探头灵敏度的试验任务。

关键词：
Zynq-7020

阵列涡流检测

阵列涡流探头

模拟开关

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基于时差法的双声道超声波水流量计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222953

作者：刘伟，秦会斌

作者单位：杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州 310018

摘要：针对中小管径单声道超声波流量计由于声道少而易受流场分布不均匀的影响，提出了一种基于时差法的双声道超声波水流量计。流量计的硬件系统由STM32L431低功耗模块、高精度计时模块TDC-GP22等组成。根据双声道管段结构，提出了基于卡尔曼滤波算法的数据融合方法，将两个声道的测量数据融合并完成滤波处理，提高了流量计的测量精度。实验测试表明，流量计测量误差在2.5%以内，卡尔曼融合滤波算法可以有效提高流量计测量精度。

关键词：
卡尔曼滤波

融合方法

超声波

流量计

双声道

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通信与网络

基于能量均衡高效的LEACH改进算法

DOI：DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223052

作者：谢佳，张玲华

作者单位：南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京 210023

摘要： LEACH路由协议是无线传感器网络一个经典的分簇路由方法，但在限能严重的无线网络中，节点功耗高、生存时间短等问题严重影响网络性能，为此提出了改进的基于能量均衡高效的LEACH-X协议。通过加入最优簇首数，提出修正的剩余能量因子，考虑节点的剩余能量、周期内当选过簇首的次数以及密度因子，并对部署区域分区，针对区域调整距离因子增益参数的权重来修正簇首选举阈值函数；接着进行二次竞争并最终选举簇首，从而减小节点能耗，使WSN存活时间得到一定的延长。仿真结果表明，与传统LEACH协议进行对比，LEACH-X协议降低了网络能耗，延长了网络生存时间。

关键词：
无线传感器网络

LEACH

最优簇首

剩余能量因子

密度因子

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基于5G架构超密集组网粒子群优化算法改进

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223278

作者：彭昇1，赵建保2，魏敏捷3

作者单位：1.上海电力大学电子信息工程学院，上海 201306；2.国网信息通信产业集团有限公司，北京 102200； 3.上海电力大学电气工程学院，上海 201306

摘要：随着移动通信技术的发展，传统智能终端设备无法满足快速增长的海量数据计算要求，移动边缘计算为物联网中移动用户提供了低延迟和灵活的计算方案。综合考虑边缘服务器上有限的计算资源以及网络中用户的动态需求，提出通过二进制粒子群优化算法分配发射功率优化传输能耗。将请求卸载与资源调度作为双重决策问题进行分析，基于粒子群优化算法提出了一种新的多目标优化算法求解该问题。仿真结果表明，二进制粒子群优化算法可以节省传输能耗，且具有良好的收敛性。所提出的新算法在响应率方面优于现有算法，在动态边缘计算网络中可以保持良好的性能。

关键词：
边缘计算

资源优化

粒子群优化

任务卸载

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计算机技术与应用

基于改进蚁群算法的机器人路径规划方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222741

作者：王星宇1，胡燕海1，徐坚磊2，陈海辉2

作者单位：1.宁波大学机械工程与力学学院，浙江宁波 315211；2.宁波航工智能装备有限公司，浙江宁波 315311

摘要：根据传统蚁群算法在机器人的路线规划中具有收敛速度慢、容易陷入局部最优解的缺陷，提供了一个经过改进的蚁群算法。使用栅格法建立路径矩阵，建立一种转角启发函数，增加选择指定路径的概率，提高算法的搜索速度；将A*算法与改进蚁群算法结合，提出一种改进的距离启发函数，避免了陷入局部最优解；并提出一种可根据迭代次数而改变的信息素挥发因子，增强了全域搜寻能力。根据相关数据分析，与Ant Colony Algorithm with Multiple Inspired Factor（ACAM）算法相比，改进的蚁群算法对于解决算法收敛速度慢、防止进入局部最优解等方面效果更好。

关键词：
改进蚁群算法

机器人

栅格法

A算法

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K-means聚类-DCT压缩算法在振动传感器中的研究与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222844

作者：王昱钦1，王鑫2，刘保强1，李轶1，洪晟3

作者单位：1.江苏自动化研究所，江苏连云港 222000；2.中国人民解放军32381部队，北京 100000； 3.北京航空航天大学网络空间安全学院，北京 100191

摘要：为延长无线振动传感器在需要对大量高频振动数据进行采集情况下的使用寿命，首先对现有振动数据压缩算法进行了研究，对其存在的问题进行了分析，并在此基础上提出了一种基于K-means聚类-DCT双重数据压缩算法的压缩方法。所采用的K-means聚类-DCT双重数据压缩算法针对预测性维护数据特点，首先利用K-means算法对振动数据进行聚合分类，再根据振动信号频域特点进行离散余弦变换（Discret Cosine Transform， DCT）压缩。通过实际验证表明，采用该算法对振动数据进行数据聚合，可以非常明显地提高数据压缩的效率，从而在传输时将冗余数据有效减少。而在相同数据量情况下，采用改进的双重压缩算法的峰值信噪比与其他算法相比，其具有更好的性能。

关键词：
传感器

低频振动

中频振动

高频振动

k-means聚类-DCT压缩

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工业控制系统网络攻击预测技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-79982.222698

作者：丁朝晖，张伟，杨国玉，刘腾

作者单位：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司，北京 100043

摘要：面对复杂的网络安全形式，攻击方常采用大量的信息侦查、漏洞利用和混淆技术在网络进行恶意活动或破坏行为。虽然当前网络安全态势感知平台尽可能地发现和监测新漏洞的利用过程，但是攻击预测的准确率和精确率都不尽如人意，需要在目前预测技术的基础上研究更加高级的算法将安全事件自动关联到对应的资产和攻击类型上，对可能发生的网络安全攻击进行预警和风险评估，实现对网络安全事件的精准预测。

关键词：
工业控制系统

网络攻击预测

神经网络

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基于Promethus的分布式DNS性能测试和监测系统研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222624

作者：黄兵，吴云峰，张凯欣，韩庆敏，张久发，柴处处

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京 100083

摘要：域名解析服务是互联网访问和流量调度入口，因此域名系统（Domain Name System ，DNS）性能直接影响用户访问体验。基于Promethus时序数据库，设计实现一种分布式域名系统响应性能自动化测试监测系统，使用该系统，不仅可对自研DNS系统进行多节点分布式DNS性能测试，而且可以时序化方式长时监测运行，并以可视化方式实时监测DNS服务性能。

关键词：
性能测试

DNS

Promethus

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一种基于线性规划的全局逃逸布线算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222554

作者：陈虹1，陈传东1，2，魏榕山1

作者单位：1.福州大学物理与信息工程学院，福建福州 350108；2.福建省光电信息科学与技术实验室，福建福州 350108

摘要：有序逃逸布线问题作为PCB设计中的关键一环，属于一类特殊的NP-困难问题，近年来得到广泛研究。传统方法中，基于整数线性规划或者是拆线重布类的启发式算法只适用于引脚数目较少的PCB引脚阵列，否则容易出现时间违规而导致布线失败。针对传统方法中大规模全局自动布线难的问题，基于线性规划的全局自动布线算法提出采用线性规划解决逃逸布线问题，并提出降低线网容量化解拥塞的新方法。与最新的逃逸布线算法相比，在处理大规模问题时，该算法不仅可以实现全部引脚的有序逃逸，并且布线时间提升50%，节省31%线长。

关键词：
PCB自动布线

有序逃逸

线性规划

拥塞驱动

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航天员生理遥测数据处理算法的研究与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222625

作者：杜超，周淦，刘贵聪，焦翔，聂殿辉

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京 100083

摘要：在载人航天飞行试验任务中，地面指挥人员和医学专家需及时掌握航天员在舱内的生理状况以保障航天员的安全。航天员的心率和呼吸率是评估航天员健康状态的重要生理指标。如何快速、准确地计算航天员心率和呼吸率是工程任务面临的技术难题之一。综合考虑国产自主安全软硬件条件下的计算能力，提出了基于自学习阈值的心率计算R波检测算法，以及呼吸率计算的零点检测算法，设计了一套心率和呼吸率可视化显示软件，提高了航天员生理数据处理的实时性和准确率，能够为指挥人员和专家提供直观可靠的决策依据。数据计算分析说明，所采用算法具备较高的准确率和较低的计算需求，能够满足待发段、上升段对航天员实施医学保障与医学监督的需要。

关键词：
载人航天

生理遥测

心率

呼吸率

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嵌入式技术

基于FPGA的SRIO多通道控制系统设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222857

作者：薛培1，官剑1，邵春伟2，张鑫刚1，郑思旭1

作者单位：1.无锡华普微电子有限公司，江苏无锡 214000；2.中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214000

摘要：在板间互联及芯片互联方式上，SRIO具有更高的带宽及实时性。使用MSG（消息）接口的HELLO格式，发送端采用多接口设计方法，内部采用Round-Robin处理机制，实现了多通道接口在同时发送数据时共用一个SRIO接口的竞争处理；同时封装为多通道的输入输出的方式，支持接口数量、时钟域的任意扩展。经过测试验证，该系统最大可实现64个不同时钟下通道的数据收发，单通道下包和包之间延时最低可到4 μs，在SRIO传输应用方向上，具有较好的应用价值。

关键词：
Xilinx

SRIO

多通道

Round-Robin

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一种基于图像识别和光电检测的单兵战术训练考核系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222882

作者：于晓琳1，张崇1，尹文刚1，秦岭2

作者单位：1.中国人民武装警察部队警官学院，四川成都 610213；2.西安翔迅科技有限责任公司，陕西西安 710000

摘要：单兵战术考核是融合智能、技能、体能为一体的综合体现，目前常用战术训练的训练场地、器材千差万别，缺乏必要的规范与标准性。基于图像识别和光电检测技术设计实现了智能化的单兵战术训练考核系统，该系统主要利用多对光电传感器代替传统铁丝网对训练者的进入、离开、跃进、冲刺以及训练过程中的违规触碰信号进行采集、处理、实时显示，并结合视频图像识别技术，对战术动作加以比对，以判断训练者通过全部掩体的时间，动作要领是否规范。采用无线传输方式，将考核成绩传送至后台管理中心进行分析统计，用于提高单兵考核训练的时效性、准确性、公平性。

关键词：
单兵战术

图像识别

光电感知

无线传输

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基于FPGA的多通道ARINC429总线测试系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222949

作者：孙骜，秦旭军

作者单位：中国电子科技集团公司第四十七研究所，辽宁沈阳110000

摘要： ARINC429是一种可靠性高、抗干扰能力强的航空通信总线，在航空工业领域得到了非常广泛的应用。提出了一种基于FPGA以及总线接口芯片的系统应用方案，设计了一款多通道、用于ARINC429总线接口的测试系统，意在实现具备ARINC429 总线设备的自动化测试并提高测试效率。着重阐述了系统的架构设计、FPGA的逻辑设计、总线接口芯片的硬件设计以及时序的分析与设计，最后对接口芯片的时序、ARINC429总线的信号质量、系统功能进行了验证与测试。经测试，系统进行多通道收发时数据可靠，在不同速率下通信稳定。

关键词：
FPGA

NIOS

PCI总线

ARINC429总线

查看(12590)

电路与系统

一种用于核与粒子物理实验数字化的多重数触发判选电路设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222927

作者：刘尚铭1，2，曹平1，2，李超1，2，汪晓虎1，2

作者单位：1.中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室，安徽合肥 230026； 2.中国科学技术大学近代物理系，安徽合肥 230026

摘要：核与粒子物理实验中，因实验本底与探测器噪声影响，实验需要通过触发判选机制筛选出有效物理事例，剔除掉本底噪声。针对物理实验高事例率情况下基于击中多重数（Hit multiplicity，NHit）的触发判选需求，设计了一种高性能数字触发判选电路。该电路具有13路高速串行通信接口，支持光纤数据传输与千兆网络通信；板载32 Gb DDR4缓存与高性能FPGA，以支持大容量高速存储与实时数据处理。基于该电路可运行实时的硬件NHit触发算法，从而实现对前端数据的快速触发判选与数据读出，同时该电路便于扩展，可灵活地用在不同的物理实验上。经过测试验证，数字触发判选电路单路光纤接口传输速率可达8.125 Gb/s，上行网络传输速率达949.3 Gb/s，DDR4缓存实际读写速率可达102.6 Gb/s，满足数字触发判选电路设计的数据传输与缓存需求。

关键词：
触发判选

数据读出

光纤

SiTCP

DDR

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一种用于高频S参数的去嵌算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222935

作者：纪萍，徐小明，朱国林，季振凯

作者单位：无锡中微亿芯有限公司，江苏无锡 214072

摘要：在S参数的测量过程中，需通过去嵌方法去除测试夹具带来的结果误差。该算法通过时域的方法对夹具进行分解。接着将分解得到的夹具S参数采用ABCD矩阵运算进行去除，从而得到待测器件的S参数。通过设计测试板来进行实验，将该算法与传统的AFR和Delta L方法进行了比较，验证了该去嵌算法对高频信号的有效性以及准确性。同时由于该算法先分解再去嵌的特性，使其可应用于左右夹具不一致的情况。

关键词：
S参数

去嵌

高频信号

ABCD矩阵

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基于混沌浮点运算的医学图像加密方法与FPGA实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222975

作者：庞宇1，魏东1，王俊超2

作者单位：1.重庆邮电大学光电信息感测与信息传输实验室重庆400065；2.重庆大学微电子与通信工程学院，重庆400044

摘要：针对医学图像数据在互联网传输中的高机密性需求，提出一种基于Logistic混沌浮点数运算的加密方法用于医学图像加密。在该加密方法中，结合双精度浮点运算设计了基于Logistic混沌的伪随机数序列发生器（PRNG），并采用硬件描述语言 Verilog对PRNG进行了硬件描述。在Altera公司Cyclone IV系列DE2-115开发平台上实现了加密方法综合设计。从密钥敏感性测试、直方图分析、相关性检验、信息熵处理等密码学角度分析了加密算法的安全性。通过将文中提出的图像加密算法与现有的一些图像加密算法进行比较，发现经过该加密算法加密后图像具有对密钥敏感、相关系数小、信息熵高等特点。此外，基于FPGA的硬件加密系统加密稳定性高，实时性好。