2025年第01期-《电子技术应用》杂志

首页 > 过刊一览 > 2025年第01期

2025年第01期

刊出日期：2025-01-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

综述与评论

基于深度学习的植物病害图像识别算法综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245285

作者：杨翰琨1，朱博威2，张彦敏2，徐以东1

作者单位：1.哈尔滨工程大学烟台研究生院； 2.武汉第二船舶设计研究所海洋电磁探测与控制湖北省重点实验室

摘要：植物病害对农业生产和粮食安全构成严重威胁，及时准确地识别和处理成为关键步骤。综述了深度学习在植物病害识别中的应用现状、挑战及未来发展方向。首先介绍了植物病害的重要性和传统识别方法的局限性，然后探讨了深度学习技术的优势及其在植物病害识别中的应用前景，特别是YOLO系列模型在植物病害实时检测中的应用。同时对比了常见的深度学习算法在植物病害识别中的性能，以及对数据集多样性、实时性和灾难性遗忘等挑战进行了分析。最后，提出了持续学习和模型更新的重要性，并展望了未来研究方向。

关键词：
灾难性遗忘

持续学习

深度学习

植物病害识别

YOLO

查看(904) pdf(800)

人工智能

基于动态自适应计算引擎的MobileNetV3网络加速器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.244918

作者：项浩斌1，杨瑞敏1，吴文涛1，李春雷1，董燕1，2

作者单位：1.中原工学院信息与通信工程学院；2.电子科技大学自动化工程学院

摘要：现有面向高效轻量化MobileNetV3网络的加速方法通常采用高度定制的计算引擎进行模型计算，从而限制了加速器的可扩展性使其仅适用于小型网络或资源丰富的硬件平台。针对此问题，提出了基于动态自适应计算引擎的MobileNetV3网络加速器。首先，设计了局部感知区域卷积的流水线推理架构实现特征、权重的高度并行处理和缓冲调度。其次，提出全局自适应的点卷积方法优化点卷积，并结合空间探索获得最优的参数配置以实现最大计算并行性。此外，加速器可以根据模型参数变化动态配置以适应不同场景。实验结果显示加速器推理速度为8 F/s，是现有方法速度的2.7倍。

关键词：
卷积神经网络

并行计算

动态自适应

边缘设备

硬件加速

查看(1950) pdf(180)

基于ERNIE-CAB-CNN的稀土专利文本分类模型

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245583

作者：廖列法，石利娇

作者单位：江西理工大学信息工程学院

摘要：针对稀土专利文本专业性强的特点以及现有的文本分类方法存在的不足，鉴于类别注意力在计算机视觉领域的广泛应用和取得的良好效果，提出了一种用于文本分类的类别注意力模块（Category Attention Module，CAB），并结合预训练模型ERNIE和卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）构建了一个用于稀土专利文本分类的创新模型ERNIE-CAB-CNN。模型使用ERNIE对专利文本进行向量化，得到语义信息更加丰富的向量表示后，通过CAB为文本中各个类别的重要特征赋予较高权值，使模型可以更准确地区分不同类别的特征。最后用CNN进一步提取文本中其他关键局部特征，得到的最终文本向量表示用于分类。通过Patsnap专利数据库官方网站检索下载稀土专利数据构建数据集进行实验，实验结果表明，稀土专利文本分类模型ERNIE-CAB-CNN在测试集上分类的准确率、精确率、F1分数分别为82.68％、83.2％、82.06％，取得了良好的分类效果。

关键词：
稀土专利分类

文本分类

类别注意力

ERNIE

CNN

查看(1972) pdf(80)

集成电路与应用

SerDes链路协同仿真与无源链路优化设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245386

作者：杜审言，付雷雷

作者单位：高澈科技（上海）有限公司

摘要：随着SerDes链路信号传输速率的提升，信道链路经过芯片封装和印刷电路板过孔、AC电容和连接器等，会导致信号完整性（Signal Integrity， SI）挑战进一步增大。提出基于SerDes 32 Gbps-NRZ信道传输系统，优化无源信道中的BGA过孔、AC耦合电容焊盘、FMC连接器（FPGA Mezzanine Card Connector）处Pin脚设计，提升了通道阻抗的一致性，建立了更为准确的无源链路通道模型，并结合芯片有源IBIS-AMI模型，对比分析优化前后链路信道对眼图的影响，保证了32 Gbps-NRZ高速信号的稳定传输。

关键词：
SerDes

无源链路分析

眼图仿真

IBIS-AMI模型

查看(2102) pdf(80)

基于AES和SM4加密算法的固态硬盘设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245578

作者：王丽娟，沈庆，徐彬，杨楚玮，侯庆庆

作者单位：中国电子科技集团公司第五十八研究所

摘要：硬盘安全存储是固态硬盘（SSD）相关技术中的一个核心问题。基于SATA接口，提出了一种在SSD控制器设计时，添加硬件模块实现多种加密算法来进行SSD存储数据的加解密方法，实现了AES和SM4两种算法。实验表明，方案中设计的SSD进行加密读速率为223 MB/s，写速率159 MB/s，提出的加密算法对SATA硬盘的读写速度无影响。方案中的加密算法为硬件并行输入，对SATA接口的速度和其他因素没有干扰，因此保证了加密速度较快、兼容性高、安全性高和灵活性强的优势。

关键词：
SATA接口

固态硬盘

AES

SM4

查看(3864) pdf(40)

一种基于AHB总线DMA控制器验证方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245618

作者：罗一牛，马丙场

作者单位：上海灵动微电子股份有限公司

摘要：针对传统芯片验证平台验证用例复用性差、验证时间长的问题，提出了一种基于AHB总线DMA控制器验证方法。通过该方法修改优化的验证平台可移植性高，具有模拟联动IP产生请求、回复与中断信号的功能，支持在传输中对AHB总线随机注入错误的能力。为证明方法的有效性，对DMA控制器UVM验证平台架构进行修改优化，并复用该平台构建Image2D控制器UVM验证平台，分别收集两个验证平台代码覆盖率。实验结果表明，该方法能够提高验证平台调试排错速度，提升验证平台兼容性，节约15%以上的验证开发时间，并保证验证平台代码覆盖率为100%。

关键词：
数字集成电路

UVM

AHB

DMA

Image2D

查看(2996) pdf(60)

适用于超声电机驱动器的双H桥电路设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245450

作者：肖培磊，黄烨琳，马文超，张昊璞，解亚龙

作者单位：中国电子科技集团公司第五十八研究所

摘要：超声电机作为新型电机，其电机驱动器的设计至关重要。基于0.18 μm高压CMOS工艺设计了一款适用于超声电机驱动器的双H桥集成电路，本集成电路包含两个相同的独立裸芯，搭配简单的外围电路能够实现两路不同相位电压的输出。同时，内部集成了逻辑控制模块可兼容TTL、CMOS两种输入电平，集成自适应死区控制可避免同一桥臂直通。最后，通过验证板实测可满足100 kHz的两路不同相位电压的输出，可完成对超声电机的有效驱动。

关键词：
超声电机

双H桥

电机驱动器

逻辑控制模块

死区控制

查看(3000) pdf(180)

测控技术

数字示波器模拟输入带宽测试方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245372

作者：李海涛，渠红光，赵春滨，刘森，田耕

作者单位：西北核技术研究所强辐射环境模拟与效应国家重点实验室

摘要：分析了数字示波器带宽的概念，研究分析两种示波器带宽测试方法。搭建示波器带宽测试专用硬件平台，并实现了自动化测试。测试了指定示波器产品的带宽，使用提出的方法得到对应的波特图，验证了方法的可行性。该硬件平台和自动化测试方法不仅适用于示波器带宽测试，而且适用于各类数据采集产品的模拟输入带宽测试。

关键词：
测试方法

模拟输入带宽

波特图

数据采集

查看(5014) pdf(60)

基于小波分析的水电站馈线故障快速检测算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245323

作者：万浩平

作者单位：1.江西省水利科学院；2.江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心

摘要：针对水电站馈线微机继电保护装置常用采样算法时间偏长的现状，以及现代化继保装置对于切断故障的时效性要求越趋严格，提出了一种基于Symlets5小波的馈线微机保护算法。通过研究分析Symlets5小波分解重构后的故障信号高频分量波形模极大值，发现Symlets5小波算法最快能够在故障发生后在2/n~5/n周期内判定短路故障的发生，并计算出故障后信号幅值。Symlets5小波算法可作为保护算法启动的判据或者与其他算法配合使用，可大大提高馈线保护装置切断故障线路的时效性，保护水电站馈线运行安全。

关键词：
继电保护

Symlets5小波算法

仿真

模极大值

幅值

查看(5170) pdf(100)

基于自主创新的并行可切换控制系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245289

作者：王茗1，杨跃2，蒯亮2，闵晓霜2，齐涛3，董岩2

作者单位：1.宇航动力学国家重点实验室；2.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所； 3.中电智能科技有限公司

摘要：我国持续推动科技自立自强、技术自主创新。在工业控制领域，自主安全将成为未来一段时间的主旋律。在此背景下，提出了一种双控制系统切换的工业控制系统核心控制器自主创新能力建设方案。系统选用了主流进口PLC产品和全国产PLC产品，设计搭建了一套并行可切换的双控制系统，对现场各类终端设备进行信号采集与切换控制。通过对比两套PLC控制系统的功能、性能，验证该方案能够实现国产PLC可达到进口PLC同等技术水平、实现同等功能，且系统运行稳定、可靠。该方案在不破坏现有工控系统场景的情况下，以低成本的方式逐步进行验证推广，为工业控制系统核心控制器国产化提供技术支撑。

关键词：
自主创新

自主安全

PLC

查看(3386) pdf(60)

通信与网络

基于多模态特征融合的Android恶意程序检测方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245881

作者：葛继科，何明坤，陈祖琴，凌劲，张一帆

作者单位：重庆科技大学计算机科学与工程学院

摘要：现有Android恶意程序检测方法主要使用单模态数据来表征程序特征，未能将不同的特征信息进行充分挖掘和融合，导致检测效果不够理想。为了提升检测的准确率和鲁棒性，提出一种基于多模态特征融合的Android恶意程序检测方法。首先对权限信息进行编码处理并将Dalvik字节码数据可视化为“矢量”RGB图像，然后构建前馈神经网络和卷积神经网络分别对文本和图像模态表征的数据进行特征提取，最后对提取的不同模态特征向量分配不同的权重并相加进行融合后对其进行分类。实验结果表明，该方法对Android恶意程序的识别准确率和F1分数都达到了98.66%，且具有良好的鲁棒性。

关键词：
Android

恶意程序

多模态

前馈神经网络

卷积神经网络

查看(4416) pdf(60)

基于DDPG算法的数据传输研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245786

作者：闫丹婷，焦新泉

作者单位：中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室

摘要：针对目前数据传输系统可靠性差、传输速率低的情况，利用FPGA和UDP协议设计了一款数据传输系统。系统采用FPGA为主控芯片，Flash为存储介质，通过上位机发送指令控制系统进行数据的存取，采用千兆以太网进行数据通信与指令接收，增加了数据重传机制以及流量控制模块，以保证数据高速可靠传输。为提高带宽利用率、降低网络时延，加入了改进的深度确定性策略梯度算法（Deep Deterministic Policy Gradient， DDPG）进行拥塞控制。实验测试结果表明，采用该算法能够显著降低网络时延，系统传输速率可达912 Mb/s，且系统可靠性高、成本低，具有移植性和实际的推广价值，也便于升级维护。

关键词：
数据传输

深度强化学习算法

FPGA

可靠传输

DDPG算法

查看(6460) pdf(40)

计算机技术

基于区块链跨链技术的数据资产登记平台设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245307

作者：卢启刚1，陈晨2，温士苇2，王思博2，吴映波1

作者单位：1.重庆大学大数据与软件学院；2.中电数创（北京）科技有限公司规划与咨询业务中心

摘要：在数据要素市场化改革进程不断加快的背景下，能够满足数据资产确权、溯源取证、互联互通、防止篡改、数据链接、许可备案等功能的数据资产登记平台亟待建立。基于Polkadot区块链跨链技术，创新性构建数据资产登记平台设计方案，以多侧链延展结构实现登记信息和访问记录分布存储，协以智能合约、跨链交互、数据加密等技术可实现登记信息在不同用户、不同机构之间的安全流通。通过阐述数据资产登记、协同共享、安全审计三大核心业务的落地路径，论证了模型应用的可行性，以期为我国数据资产登记平台建设实践提供有力理论支撑。

关键词：
数据资产登记平台

区块链

跨链技术

Polkadot模型

互联互通

查看(6650) pdf(40)

基于改进YOLOv8的轻量化杂草识别算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245324

作者：张超，刘宾，李坤

作者单位：中北大学信息与通信工程学院

摘要：针对目前田间杂草识别模型精度低，以及参数多难以满足在计算资源有限的移动设备和嵌入式设备中部署的问题，提出一种基于YOLOv8的轻量化田间杂草识别模型。该模型使用改进后的PP-LCNet替代原有主干网络，保证精度的前提下减少模型的计算量；其次引入Effcient-RepGFPN来作为颈部网络，并将上采样前的两个CSPStage模块使用RFAConv来替代，利用不同尺度的特征来提高目标检测的性能；最后，更换MPDIoU损失函数，增强了模型的收敛性和稳定性。实验结果表明，改进模型与原模型相比准确率提升了2.1%，召回率提升了2.8%，mAP值提升了0.2%，同时模型的大小与计算量分别减少为原始模型的68.2%和62.6%，体现了改进算法的有效性。

关键词：
杂草识别

PP-LCNet

Effcient-RepGFPN

RFAConv

MPDIoU

查看(6868) pdf(80)

超大规模复杂嵌入式系统智能电源健康管理方案的研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.244944

作者：雷志广1，邢磊2，雷志军2

作者单位：1.中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇所； 2.中国电子科技集团公司第五十八研究所

摘要：随着嵌入式系统朝着多元化的方向发展，以及技术的不断进步和应用需求的不断增长，嵌入式系统的硬件平台也呈现出多元化的发展趋势。从最初的简单处理器，到现在的多核处理器、FPGA、ASIC等，嵌入式系统的硬件平台越来越复杂。电源完整性面临着严峻的挑战，伴随着嵌入式系统的电源通道越来越多、功耗急剧增加、上电时序要求苛刻和复位信号分类复杂，智能数字电源健康管理单元显得越来越重要。基于TI公司的数字电源上电顺序控制电路UCD9090、数字PWM系统控制电路UCD9244实现14路电源上电顺序控制、电压监控、温度监控、复位信号及配置信号的控制。此方案与传统智能数字电源健康管理方案相比控制灵活、实现简单，且无需编写复杂代码，其在系统中的应用缩减了产品的上市时间。

关键词：
嵌入式系统

电源健康管理

智能数字电源

UCD9090

UCD9244

查看(7006) pdf(80)

电路与系统

数字化F-P前端的仿真验证

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245614

作者：史会贤1，2，马琳1，3，许骏1，3

作者单位：1.中国科学院云南天文台；2.中国科学院大学； 3.云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室

摘要：提出一种基于差分电容原理的新型数字化F-P滤波器电路控制系统，并基于FPGA对该系统进行了理论分析以及硬件验证，验证结果表明该系统避免了现有F-P滤光器模拟电路控制系统的系统时间稳定性差的问题，具有极高的抗干扰能力，为高稳定无漂移的F-P控制系统提供了新思路。

关键词：
数字化

F-P

伺服控制

电容测距

查看(5930) pdf(80)

电力物联网下终端密钥全生命周期安全管理方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245481

作者：王辉1，袁家辉1，时振通1，房牧2

作者单位：1.北京智芯微电子科技有限公司；2.国网山东省电力公司电力科学研究院

摘要：针对电力物联网下的终端规模化接入及终端通信安全问题，提出了一种电力物联网下终端密钥全生命周期安全管理方案。首先，方案基于国密算法采用两级密钥分发架构，实现了电力终端在不同阶段的安全接入认证；其次，方案基于逻辑密钥层次结构采用组密钥管理模式，实现了对单播和广播数据的轻量级加密，保障电力终端的通信安全；另外，方案按照密钥用途不同采取不同的存储和访问管理策略，实现了终端密钥的混合式存储和管理，缩短终端密钥的访问时间。通过性能分析可知，相较于传统的接入认证和基于逻辑密钥层次结构的密钥管理方案，所提方案优化了终端计算量，减少了计算开销，简化了密钥更新过程，相较于常规终端密钥的存储和管理方式，所提方案在不改变现有硬件平台的基础上提升了密钥访问性能。

关键词：
电力物联网

接入认证

数据加密

密钥存储

查看(6118) pdf(20)

基于级联型二阶广义积分器的单相锁相环设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245427

作者：俞聪1，夏银水1，2，石守东1，2，刘秉澍2，李红全2

作者单位：1.宁波大学信息科学与工程学院；2.乐歌人体工学科技股份有限公司

摘要：由于当前电网中不可避免地存在着各种直流偏置和高次谐波，而传统的基于二阶广义积分器结构（Second-order Generalized Integrator，SOGI）的单相锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）存在对直流偏置敏感及对高次谐波的滤除能力不足等问题，针对该问题提出了一种级联型二阶广义积分器结构。该结构由三个SOGI模块级联构成，通过前两级SOGI模块分别滤除高次谐波和直流分量，再经过第三级SOGI模块输出一对正交分量。通过MATLAB/Simulink建模仿真及实验平台验证，结果显示文中所提出的级联型SOGI-PLL具有不错的抗直流偏置干扰能力及谐波抑制效果，对单相系统并网的实现具有良好的借鉴意义。

关键词：
级联型二阶广义积分器

锁相环

直流偏置

谐波抑制

并网控制

查看(7864) pdf(20)

一种低电压应力的三电平PFC电路研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.245303

作者：袁建华，苏超，卢云

作者单位：三峡大学电气与新能源学院

摘要：三电平及多电平电路具有更小的直流侧电压脉动和降低电路损耗的优点，并且能使直流侧电流波形更接近正弦化，因此提出一种基于四开关三电平PFC电路。利用四个开关管进行组合，使其具有多向开关功能，不仅能将输出电压抬升至三电平，降低开关管电压应力，还能为电感充电提供回路。同时该电路在每个模态最多两个开关管开通并共用一个脉冲信号，一定意义上简化了控制复杂度。最后，通过搭建一个额定功率为800 W的实验平台，验证理论分析正确性。