2016年第04期-《电子技术应用》杂志

技术专栏-AFDX网络技术

AFDX网络关键协议分析与研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.002

作者：田泽1，2，姜丽云1，2，陈伟3，王宏亮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网络满足新一代航空电子系统主干网络通信的高实时性、高可靠性以及高带宽要求，其核心协议为ARINC664 Part7。该协议具有完整的体系结构，运用虚链路技术，满足了AFDX网络高实时性要求，采用余度容错机制，实现了AFDX网络的高可靠性。在AFDX网络综述的基础上，详细分析了端系统协议与交换机协议，其中端系统协议涉及到通信端口、余度容错、虚链路等关键技术，交换机协议包括了警管、过滤、交换调度等关键技术，为AFDX网络关键协议芯片及后续产品的研制奠定理论基础。

关键词：
AFDX网络协议

通信端口

余度容错

虚链路

警管

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AFDX网络技术综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.001

作者：杨峰1，2，洪元佳3，夏杰3，张佩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：航空全双工交换式以太网(AFDX)在传统以太网的基础上采用商用现成技术(COTS)和开放式标准，是一种满足大中型飞机综合化航空电子系统互联通信的星型网络，成为下一代航空数据网络的最佳选择。AFDX网络利用鲁棒的、成熟的、高速商用标准以太网IEEE802.3通信原理和网络结构，在通信协议、拓扑结构上采用全双工、双余度、带宽固定分配、虚链路、余度管理和完整性检查等措施，使之满足航空电子系统对高带宽、低延迟、高安全性、高可靠性、强实时性和确定性的通信服务要求。在深入理解AFDX网络背景的基础上，详细分析了AFDX网络的拓扑结构、工作原理及网络特性，进一步说明了AFDX网络未来的发展趋势，为后续的AFDX网络研究与工程应用奠定了基础。

关键词：
AFDX

确定性

可靠性

实时性

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AFDX网络端系统芯片设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.003

作者：张荣华1，2，刘红红3，王瑶3，张亚琦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端系统核心芯片及技术是实现AFDX网络通信的基础和关键，广泛应用在航空领域的网络通信和控制系统中。在深入解读、分析AFDX网络总线协议及通信机理上，提出了一种端系统芯片的设计方案，详细说明了端系统芯片的架构设计、工作原理及技术优势。该型AFDX网络端系统SoC芯片满足航空系统小型化、低功耗的设计要求，芯片内部集成ARM922T处理器、AFDX网络终端协议处理单元、双余度10/100M AFDX MAC端口以及基于DMA的高性能数据传输PCI总线，在片上实现UDP/IP协议栈，是一款为大型客机机载设备提供高速互联网络的终端系统SoC芯片。

关键词：
AFDX

端系统

SOC

协议处理

芯片设计

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基于自研AFDX网络端系统芯片的模块设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.004

作者：夏大鹏1，2，辛江波3，潘彬3，解亚龙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：国外对AFDX网络核心产品的垄断严重制约了我国AFDX网络技术的发展，难以建立完整的AFDX网络产品体系。提出了一种基于自研AFDX网络端系统芯片的模块设计方法，从软硬件设计角度阐述模块的设计与实现过程。该模块集成端系统SoC芯片，具有PMC、PCI和CPCI三类主机接口，完成AFDX网络数据通信功能。目前已成功应用于型号工程，其功耗低，功能、性能稳定可靠，国产化率高，具有较高的成熟度,打破了国外产品垄断，实现了AFDX端系统模块的自主保障、自主可控。

关键词：
AFDX

端系统芯片

模块设计

PMC

PCI

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AFDX网络仿真系统设计与研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.005

作者：索高华1，刘红红1，王治2，3，孙海洋1

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

摘要： AFDX协议以及航空总线布局的复杂性使得建立一套完整的地面仿真测试系统尤为重要，良好的网络仿真系统可对网络的关键部件进行物理仿真、地面测试，大大缩短了网络的建设周期，降低了系统的维护成本。介绍了一种AFDX网络仿真系统的设计方案，建立了以端系统、交换机为核心，以仿真、监控、加载、管理系列AFDX网络设备为辅助的AFDX网络仿真测试系统，并详细说明了各个组成部分，用户可通过本平台对AFDX网络通信机制、原理以及应用进行评估和理解，运用仿真监控功能透彻理解AFDX网络设备的数据流、运行方式和工作原理，方便进行问题定位及故障排除。

关键词：
AFDX

仿真测试

仿真系统

端系统

交换机

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综述与评论

分布式电源系统中的非线性因素分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.006

作者：李安寿1，2，陈琦3，王子才1，李铁才2

作者单位：1.哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001；2.深圳航天科技创新研究院，广东深圳518057； 3.中国空间技术研究院，北京100094

摘要：目前，分布式电源系统在许多行业得到了广泛应用。然而，由于其复杂非线性，分布式电源系统尚无完善理论分析方法。介绍了分布式电源系统模块间的连接方式，综述了分布式电源系统的建模方法，并对分布式电源系统中可能存在的非线性因素进行了全面分析和总结，为进一步使用非线性方法分析分布式电源系统特性奠定了基础。

关键词：
开关变换器

分布式电源系统

建模

非线性

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微电子技术

电泳电子纸驱动方式的优化

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.007

作者：尹倩1，白鹏飞1，周国富1，2，3

作者单位：1.华南师范大学华南先进光电子研究院彩色动态电子纸显示技术研究所，广东广州510006； 2.深圳市国华光电研究院，广东深圳518110；3.深圳市国华光电科技有限公司，广东深圳518110

摘要：电子纸是手持阅读设备智能应用的必然趋势。电泳电子纸驱动方式对电泳电子纸的显示质量以及图像的更新速度起着决定性作用，驱动波形驱动分为三个阶段：擦除阶段，激活阶段，到达目标灰阶。目前业内亟需一种能有效减少驱动时间和鬼影的电泳显示器驱动方法，由此考虑到粒子运动的特性，提出两种新的驱动方式，实验结果证明这两种方式能够有效地减少驱动时间和显示高质量的图像。

关键词：
电泳电子纸

驱动波形

鬼影

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基于覆盖率驱动的高频RFID芯片验证平台设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.008

作者：王国军，景为平

作者单位：南通大学江苏省专用集成电路设计重点实验室，江苏南通226019

摘要：提出了一种采用覆盖率驱动激励产生算法的验证技术，设计了一套完整的验证平台，成功地验证了一款高频RFID(射频识别技术)芯片。该技术的核心思想是在验证过程中，通过分析功能覆盖率和代码覆盖率，得出未覆盖的边界条件，进而修改激励产生的约束条件，产生测试激励，验证边界条件，以有效地提高验证覆盖率。现该验证平台所验证的芯片已经成功流片，且测试性能优异。

关键词：
覆盖率驱动

验证技术

激励产生算法

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双模式控制防失真K类音频功率放大器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.009

作者：王宇星

作者单位：无锡科技职业学院，江苏无锡214028

摘要：提出了一种具有双模式控制、防失真、超低EMI、内部集成升压电路的高效率音频功率放大器。系统可通过一线脉冲方式控制放大器工作在防失真模式或普通模式，其中防失真功能通过输出信号的大小自动调整增益实现。电路采用CSMC 0.5 μm CMOS工艺实现，测试结果表明：在电源电压5 V、输出端接感性负载RL=8 Ω+33 μH的条件下，该功放能够在0～3 V的信号输入范围内保持总谐波失真加噪声(THD+N)仅为0.2%，最大输出功率2 W。该功率放大器在锂电池电压下降时也能持续提供2 W的输出功率，适合便携式产品的应用。

关键词：
音频功率放大器

防失真

PWM调制

总谐波失真

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可变带宽数字下变频的设计与FPGA实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.010

作者：李飞，冯晓东，李华会

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要：分析了数字下变频的结构和原理，提出了一种适用于多种带宽信号的数字下变频方案，并对其中的混频模块和抽取滤波模块进行了详细设计和介绍，最后结合Matlab和FPGA开发平台，分别对不同带宽信号的下变频功能进行了仿真和验证，结果表明方案是可行的。

关键词：
数字下变频

抽取滤波器

可变带宽

现场可编程门阵列

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基于自动建模的射频功率放大器的互连可靠性研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.011

作者：林倩1，2，刘洋2，陈超1

作者单位：1.青海民族大学物理与电子信息工程学院，青海西宁810007；2.天津大学电子信息工程学院，天津300072

摘要：通过编程实现电路的自动建模及仿真，得到互连线的几何尺寸、电流密度及环境温度与AFD的关系，进而分析互连线的可靠性。从结果可知，温度升高、电流增大、尺寸减小等因素都会降低功率放大器互连线的可靠性。实际中，为了保证功率放大器的可靠性设计，在选择合适尺寸的晶体管和工作状态时，还需综合权衡输出功率、增益、效率等各方面指标。

关键词：
射频功率放大器

电迁移

自动建模

原子通量散度

有限元分析

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CMOS单片高隔离度Ka波段单刀双掷开关的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.012

作者：刘超1，2，李强1，熊永忠2

作者单位：1.电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都610054；2.中国工程物理研究院太赫兹中心，四川成都611731

摘要：提出了应用0.13μm CMOS工艺设计的具有高隔离度的Ka波段单刀双掷（Single Pole Double Throw，SPDT）开关。测试结果显示，在Ka波段此单片开关插损为2.7～3.7 dB，在35 GHz时测得的输入1 dB压缩点（P-1 dB）为8 dBm。通过使用并联NMOS晶体管的拓扑结构并且使用高Q值的匹配网络，测得的开关在30～45 GHz有33～51 dB的隔离度。此Ka波段单刀双掷开关芯片的核心面积（die）仅仅为160×180 μm2。

关键词：
Ka波段

单刀双掷开关

高隔离度

CMOS

TR开关

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嵌入式技术

基于ARM与C#.Net的光纤光栅数据解调系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.013

作者：杨莹，贾磊，周晓旭，张佳鹏

作者单位：山西省交通科学研究院，山西太原030006

摘要：光纤光栅传感器作为光纤无源器件，因具有感测和传输双重功能而受到广泛关注，其核心技术之一是波长解调。研究并实现了一套基于ARM与C#.Net的光纤光栅数据解调系统，系统分为硬件和软件两大部分。硬件系统包括宽带光源、光路系统和电路系统三部分，通过ARM控制整个硬件系统进行波长解调、数据传输。软件系统是基于C#开发的C/S架构的上位机软件，人机交互方便，波长解调准确，可将得到的波长数据解析为实际物理量，并将相关数据存入数据库。

关键词：
光纤光栅传感器

ARM

C.Net

数据解调系统

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基于SMBus协议的电池信息监测系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.014

作者：何国锋，刘宇红

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：目前大部分智能电池都对外提供了SMBus协议接口。为了对智能电池的信息进行监测，首先对SMBus协议的时序进行分析，然后通过MSP430处理器的硬件接口模拟协议，对以BQ3060电池信息管理芯片为核心的电池组进行命令写入与数据读取，实现了智能电池信息监测系统，可以对电池的电量、温度、电压、电流等多种信息进行实时监测。

关键词：
SMBus

电池信息监测

BQ3060

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具有粒径计数功能的可视化浮游生物拖网系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.015

作者：蔡文郁，温端强，周展业，夏宏飞

作者单位：杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州310018

摘要：针对拖网在海洋环境监测中的应用，设计并实现了一款具有粒径计数功能的可视化浮游生物拖网系统，通过使用搭配水下照明设备的高清摄像机以及激光浮游生物计数器收集浮游生物图像及粒径谱数据。该系统使用千兆以太网、光纤网络和TCP/IP的实时传输协议将水下采集的数据发送到甲板视频监控平台，可以接收、显示、存储生物图像和传感器数据，并控制摄像机和灯的工作状态。该系统所使用的高清摄像机和千兆以太网通信架构使其能够实现高品质的图像效果，激光浮游生物计数器使其能够实现水下浮游生物粒径谱实时采集，以获得便捷使用的效果。

关键词：
浮游生物

粒径谱

高清摄像

生物拖网

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基于Tilera众核平台的流媒体流量发生系统的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.016

作者：曾帅，高宗彬，赵国锋

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要：设计了一种基于Tilera众核平台高强度的流媒体流量发生系统架构，其主要包括：系统界面管理模块、服务承载模块和流媒体流量发生模块。系统以流媒体用户行为模型为基础，针对Tilera众核平台进行合理的任务并行的划分，进而完成系统整体框架的并行化设计。经实际测试验证，该系统模拟产生的流媒体流量在不同情景下具有网络吞吐率高、并发用户数多、流媒体流量更为真实的优点，可以对科研人员的网络设备性能测试、网络协议评估等提供更好的支持。

关键词：
Tilera众核平台

并行处理

流媒体用户行为

流媒体流量

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三相8极无刷直流电机控制系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.017

作者：岳学磊，白鹏，杨瑞坤，华伟民

作者单位：空军工程大学理学院，陕西西安710051

摘要：以TMS320F28335 DSP作为核心控制器，提出三相8极无刷直流电机控制系统的设计方案。对主要硬件电路和软件程序做了详细设计，并给出了相应的电路原理图和程序流程图。其中转速调节算法采用改进单神经元自适应PID控制算法，通过自适应调整控制参数，提高了控制系统对环境的自适应性。通过实验可知：所设计的无刷直流电机控制系统是可行的，采用改进单神经元自适应PID控制算法可以使无刷直流电机的响应时间更短，超调量和波动更小。

关键词：
无刷直流电机

硬件电路

控制软件

单神经元

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卫星导航信号采集存储系统的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.018

作者：黄庚1，2，纪元法1，2，孙希延1，2

作者单位：1.桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004；2.广西精密导航技术与应用重点实验室，广西桂林541004

摘要：为了给卫星导航接收机的性能研究提供重要的环境数据，设计了一款能够对真实导航卫星的信号进行采集存储的设备。该系统以FPGA+ARM作为核心芯片，并集成了射频下变频电路、高速A/D转换电路以及高速数据存储模块。这些模块构成了一款具有双采样通道、高采样存储速率、强便携性等特点的卫星导航信号采集存储系统。在完整的硬件平台上，通过对在轨卫星实际信号的测试，验证了信号采集存储系统数据的正确性，达到了预期设计要求。

关键词：
GNSS

数据采集

存储系统

FPGA

PCIExpress

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测控技术与仪器仪表

多通道输出可调的PCM信号源设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.019

作者：骈洋，苏淑靖

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：针对遥测PCM模拟源输出信号单一及参数不可调的问题，提出了一种多通道波形输出可调的PCM信号源的设计。设计中以FPGA作为逻辑控制芯片，充分利用其灵活性、内部资源与特点。在对信号源设计方案和硬件电路简要描述的基础上，重点介绍了其通信协议和软件实现方法，最后对信号源进行了试验。试验结果表明，该信号源能够实现1 024以内任意通道输出波形可调的功能，并支持8位和16位字长可选。

关键词：
遥测

信号源

PCM

输出可调

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基于欠采样的单频率估计的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.020

作者：刘春艳1，崔艳群1，张晶1，白烨1，卢浩2，高明合3

作者单位：1.长春理工大学光电信息学院，吉林长春130012； 2.北京航天微系统研究所，北京100094；3.吉林大学附属中学，吉林长春130021

摘要：针对当前高采样率ADC成本高昂、采样精度较低的问题，提出了基于欠采样的信号频率估计方法，通过组合使用低速ADC，可以达到高速ADC的采样效果。通过建立仿真对所提出的方法进行验证，结果显示利用20 kHz、30 kHz配合50 kHz的ADC对31351 Hz的信号采样并进行频率估计，其结果偏差仅为0.01 Hz，证明了方法的正确性。最后使用Zynq对算法进行了实现及测试，测试结果表明该方法可以获得极为准确的频率估计，能够满足设计需求。

关键词：
欠采样

余数定理

频率估计

FPGA

查看(7950)

基于扩展Kalman滤波的工业控制系统DDoS攻击检测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.021

作者：李俊，郭娴，孙军

作者单位：工业和信息化部电子科学技术情报研究所，北京100040

摘要：随着工业化和信息化的不断融合，越来越多的工业控制系统接入互联网或企业管理网。不同于传统的信息系统，工业控制系统对于实时性的要求非常高，相同的控制策略在不同的采样频率下，系统的动态响应会有较大的差异。当工业控制系统遭受到分布式拒绝服务（DDoS）的攻击时，传统的攻击检测方法虽然可以较好地完成检测任务，但会给工业控制网络造成较大的负担，从而影响整个系统的稳定性和实时性。结合工业控制系统的网络结构、网络特性以及流量平稳等特点，提出一种扩展Kalman滤波和控制系统的模型参数识别的算法来检测DDoS的攻击。在搭建的SCADA工业控制仿真系统平台中进行测试和实验，结果表明，所提出的算法可以有效地识别出针对特定工业控制系统网络的DDoS攻击。

关键词：
扩展卡尔曼滤波

模型参数识别

工业控制系统

分布式拒绝服务攻击

检测

查看(12714)

基于FPGA抗高冲击机载雷达回波存储系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.022

作者：范国浩1，2，张艳兵1，2，李新娥1，2

作者单位：1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051； 2.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：机载多普勒雷达回波正交两路信号数据量大，传输速率高。机载环境复杂并且如果发生空难，存储设备跌落将经受高冲击作用，壳体极易变形使内部电路损坏，导致所记录数据丢失。传统总线式控制数据记录仪存储容量小，传输速率慢，无法承受跌落冲击。针对这些问题，设计了基于硬件控制的双通道雷达回波存储系统，可以存储两路共128 GB数据，存储速率可达160 MB/s，并提出合理的机械结构设计，进行两级缓冲防护。实验结果表明，系统在高冲击恶劣环境下数据可以有效回读。

关键词：
雷达回波

高速大容量

FPGA

抗冲击

查看(14398)

基于PSoC4的可视化心音采集系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.023

作者：游菡萏1，房玉2，王海滨1，刘雪敬1，甘凤萍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.山口大学理工学研究科，日本山口县宇部市755-8611

摘要：为提高医生心音听诊的准确性，设计了一种可视化心音采集系统。PSoC4芯片采集心音信号，经片内放大、滤波，由音频功放模块实现实时听诊，采用软件数字滤波器算法滤除干扰信号，处理后的心音数据经蓝牙无线传输至PC进行显示和存储。采集9名正常成年男性心音数据进行临床可行性测试，并在MATLAB平台分析讨论。实验表明，该系统成本低，体积小，不仅能在单一芯片上实现心音的模拟和数字处理，还能在上位机准确反映心音的时域特征，为后续心音分析、智能诊断等研究奠定了良好基础。

关键词：
PSoC4

心音

可视化

采集系统

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用于非开挖水平顶钻机的无线控制器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.024

作者：周成虎，何家梅，黄全振，李柏松，吴洪波

作者单位：河南工程学院电气信息工程学院，河南郑州451191

摘要：在非开挖水平顶钻机工作过程中，地面操作员需要步行跟随钻头前行与后退，顶钻机车上另需一名驾驶员操控车辆内部的设备。为了减少人力成本，在操作员身上携带无线操控器，在顶钻机车上安装无线接收控制器电路，使用物联网技术实现遥控非开挖水平顶钻机可以节省一名驾驶员。无线操控器通过按钮开关输入开关量控制信号，通过球形旋钮模拟输入控制信号，由无线模块将模拟信号转换成对应的数字量信号。无线接收控制器收到开关量信号和数字量信号后，将数字信号还原成模拟信号，用开关量信号和模拟信号控制车载设备实现自动控制功能。该电路随车运行，证明了以上结论的可行性。

关键词：
非开挖水平顶钻机

无线控制

开关量控制

模拟量控制

查看(7024)

通信与网络

基于网络编码的车联网商业应用时延控制方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.025

作者：王英彦，曾瑞

作者单位：义乌工商学院机电信息分院，浙江义乌322000

摘要：网络编码被认为是改善网络性能的新兴技术。在车联网VANETs中，带宽被认为是最重要的网络资源。为此，利用网络编码技术提高VANETs中非安全应用的带宽利用率。当两个源节点同时向同一区域广播数据时，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Relay接收到数据包时,它有两个选择：等待编码机会，节省带宽；或直接发送数据包，降低时延。针对这两个选择，提出了两个不同的时延控制方案，分别命名为缓冲区域控制方案BSCS和时间控制方案TCS，用于降低数据包每一跳的时延和提高带宽利用率。仿真结果表明，两个方案能较好地控制时延，且带宽利用率提高了38%。

关键词：
车联网

网络编码

商业应用

时延

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一种分布式全类型RFID阅读器碰撞解决方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.026

作者：王宇1，甘健侯2

作者单位：1.云南经济管理学院，云南昆明650106；2.云南师范大学，云南昆明650092

摘要：已有的RFID阅读器防碰撞算法一般仅可解决部分类型的阅读器碰撞，或者由于采用中心控制设备导致延迟较高，对此提出一种分布式的全类型RIFD阅读器碰撞解决方案。设计了一种分布式多信道通知协议，主要包括询问与接收两部分，从而合理地分布阅读器间的网络资源，在考虑全部阅读器碰撞类型的前提下，降低所有标签的平均询问延迟。仿真实验结果表明，本算法可解决全部类型的RFID碰撞，同时具有较低的延迟。

关键词：
防碰撞

RFID系统

物联网

网络安全

分布式协议

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GNSS系统监测雾霾对天顶对流层延迟的影响

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.027

作者：陈林，郭承军，范进伟

作者单位：电子科技大学电子科学技术研究院，四川成都611731

摘要：利用GPS/GLONASS组合精密单点定位（ppp）技术监测近年来北京地区雾霾天气对天顶对流层延迟的影响。研究表明，在雾霾发生时间段，天顶对流层延迟明显上升，天顶对流层延迟的变化趋势与雾霾严重程度整体体现一致性。结合北京雾霾天气特性，单日雾霾变化与天顶对流层延迟变化走势呈一致性。可以利用GPS/GLONASS组合精密单点定位估计的天顶对流层延迟来监测雾霾发生时间段雾霾程度的变化趋势。

关键词：
雾霾

GPSGLONASS

PPP

天顶对流层延迟

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基于网络编码的转发节点协作多跳广播协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.028

作者：李文娟，赵瑞玉

作者单位：重庆邮电大学移通学院通信与信息工程系，重庆401520

摘要：车载网VANETs的车间通信V2V为车间紧急消息的传递提供了平台。为此，提出了基于网络编码的转发节点协作广播协议NCFMB。NCFMB协议首先利用节点的距离、方向以及局部密度信息计算节点的竞争权值，并择优选择节点作为转发节点。然后，再利用网络编码技术，在广播数据包前对数据包进行编码，进而提高数据包传输率。最后，通过仿真数据表明，提出的NCFMB协议能够有效地提高数据包传输率，并降低了端到端传输时延。与FUZZBR协议相比，数据包传输成功率提高了近10%，而时延降低了近50%。

关键词：
车载网

多跳广播

网络编码

紧急消息

转发节点

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基于重传的802.15.4网络MAC层丢包率研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.029

作者：程宏斌1，王晓喃1，王海军2，孙霞1，张雪伍1

作者单位：1.常熟理工学院计算机科学与工程学院，江苏常熟215500；2.湖北第二师范学院计算机学院，湖北武汉430205

摘要：为了降低802.15.4网络数据帧的丢包率，分析了基于重传机制的丢包率问题，提出MAC层节点工作过程的数学模型，并分析推导了节点主要工作状态的稳态概率；然后对数据帧重传概率和丢包率进行数学分析；最后通过实验比较了MAC层参数minBE、NB和网络环境参数λ、N、BER对重传概率和丢包率的影响。结果表明，与无重传机制的数据传输性能比较，节点丢包率平均降低了88.9%，模型准确反映了节点的数据传输特点，均衡的参数部署有效地提高了数据传输成功率，理论研究为802.15.4标准的应用提供了参考。

关键词：
802.15.4

模型

丢包率

重传概率

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计算机技术与应用

基于CCS与MATLAB/Simulink联合仿真平台的构建与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.030

作者：渠博岗，易映萍

作者单位：上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093

摘要：为了快速验证电力电子控制系统中DSP(Digital Signal Processor)控制算法，提高控制算法开发效率，提出了CCS(Code Compose Studio)与MATLAB/Simulink联合仿真。介绍了CCS与MATLAB/Simulink联合仿真基本原理，给出了联合仿真平台的构建方法与联合仿真实现的方法；着重给出了CCS IDE脚本文件编写关键步骤和基于Level_2的S-Functon函数的编写关键步骤。最后以混合式固态开关为例，在Simulink环境下构建了混合式固态开关模型，并通过联合仿真实现了混合式固态开关的功能，验证了方案的正确性。

关键词：
DSP

CCS

Simulink

联合仿真

混合式固态开关

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基于异构平台的自适应图像去马赛克的OpenCL加速

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.031

作者：田旭文，朱茂华

作者单位：超威半导体产品（中国）有限公司，北京100190

摘要：基于异构计算概念，使用GPU和OpenCL加速了一个高复杂度的自适应图像去马赛克算法，并在AMD Bald Eagle和FirePro W8100 组成的异构计算平台上完成了功能和性能测试。实验结果表明，该异构平台能取得良好的图像重建效果，W8100处理图像的速率超过了100 f/s，每帧图像有1 920×1 080个像素，证明异构计算平台及OpenCL可满足医疗、网络监控等应用领域对高帧率、高清图像影像的需求。

关键词：
异构系统架构

异构计算

OpenCL

AMD

自适应去马赛克

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基于ZigBee无线网络的Cluster-Tree路由算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.032

作者：赵博1，2，吴静1，2

作者单位：1.西南科技大学信息工程学院，四川绵阳 621010；2.特殊环境机器人技术四川省重点实验室，四川绵阳621010

摘要：针对ZigBee无线网络中Cluster-Tree算法只依靠父子关系路由且ZigBee技术传输带宽的限制，致使网络中负载较重的链路不能及时传递信息，而造成网络拥塞、丢包和较低的吞吐量问题，提出了一种改进算法Z-DMHCTR。该算法针对负载超过一定限度的节点，除了按照原等级树算法路由之外，结合引入的邻居列表信息，寻找节点不与原路径相交的路径同时进行信息传输，从而提高网络带宽利用率，达到提升网络的吞吐量的目的。仿真实验主要从网络吞吐量、端到端数据传输延时等方面入手进行对比。结果表明，改进算法能够有效地提高网络吞吐量，并降低了传输数据的延时。

关键词：
Zigbee网络

Cluster-Tree算法

Z-DMHCTR算法

邻居列表

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互动式《俄罗斯方块》游戏安全隐写

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.033

作者：温涛，陈够喜，李瑞林

作者单位：中北大学软件学院，山西太原030501

摘要：隐写技术的安全性是信息隐藏的最大约束，基于图像或音频等载体的隐写方案的安全性还需要很大的提升。基于广义信息隐藏的核心原理提出一种在《俄罗斯方块》游戏中的安全隐写方法。首先详细说明了如何通过该方法隐藏信息，其次提供了一个在《俄罗斯方块》游戏中实现隐秘通信的完整方案，最后通过理论分析证明其是S1安全的。实验部分不仅验证其安全性，还指出在嵌入容量方面的提升。

关键词：
隐蔽通信

信息隐藏

俄罗斯方块

安全性

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电源技术与应用

高性能移相全桥变换器的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.035

作者：史永胜1，2，李利2，余彬2

作者单位：1.陕西科技大学理学院，陕西西安710021；2.陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021

摘要：为提高移相全桥变换器在中大功率应用场合的总体性能，提出了采用倍流整流电路、饱和谐振电感、增加隔直电容和二极管钳位电路的方法来实现移相全桥变换器的小型化、高效化、高可靠等，并综合考虑各因素的相互影响，对主电路参数进行了详细设计。研制了一台24 V/600 W，50 kHz的样机，实验验证了其在20%及以上负载范围内能实现软开关，输出电压纹波低于0.5%，20%负载时效率达80%，60%及以上负载时效率达90%以上，证明了该设计方法的可行性。

关键词：
移相全桥变换器

高性能

拓扑

参数设计

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功率MOSFET雪崩能量及雪崩失效分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.036

作者：刘松，杨营

作者单位：万国半导体元件有限公司, 上海200070

摘要：首先阐述了传统测试条件下功率MOSFET管的数据表中雪崩能量值的缺陷，然后讨论了针对实际应用对应着不同的测试电感值时，功率MOSFET雪崩能量的变化及特性，给出了相应的测试波形。同时，通过不同条件下功率MOSFET管雪崩失效的显微图片，详细地分析了相应的雪崩特性和产生的原因。在小电感条件下，大电流快速关断是功率MOSFET管雪崩最为恶劣的情况。

关键词：
雪崩

非箝位感性负载开关

失效分析

过压

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隔离型SEPIC漏感影响及其吸收电路的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.037

作者：陈琦，王勤，许子龙，伍群芳

作者单位：南京航空航天大学自动化学院，江苏南京211106

摘要：研究了隔离型SEPIC变换器，该拓扑具有Boost型输入结构和高功率因素特性，输入电流纹波小，被广泛应用于带PFC的LED驱动、新能源发电系统等场合。详细分析了该电路工作原理以及相关的电压应力，介绍了减小漏感的变压器绕制方法，并针对隔离型SEPIC变换器特点，设计了漏感能量吸收电路。最后搭建了一台200 W样机进行实验，验证了理论分析的正确性。

关键词：
低输入纹波

隔离型

漏感

RCD缓冲

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一种无线电能传输变频器的设计与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.04.034

作者：李江1，马腾1，李国庆1，郭镇齐1，王学斌2

作者单位：1.东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2.国网兰州供电公司，甘肃兰州730070

摘要：无线电能传输是全新的能量传输方式，针对无线电能传输的高频能量变换问题，设计了以ATmega64单片机为核心的高频变频器。首先，结合无线电能的传输特点，设计了主电路，驱动电路、采样电路、保护电路等控制电路；然后，基于PWM控制技术，提出了瞬时输出电压外环和电容电流内环的双闭环控制策略，并仿真验证了该策略的正确性；最后，通过开发的样机证实了该变频器的有效性。所开发的变频器包含了无线电能传输的核心技术，具有稳定性好、损耗小、可靠性高等优点。