2024年第01期-《电子技术应用》杂志

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2024年第01期

刊出日期：2024-01-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

下一期

综述与评论

基于深度学习的无监督领域自适应语义分割算法综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234261

作者：应俊杰1，2，楼陆飞1，2，辛宇1，2

作者单位：1.宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211；2.浙江省移动网应用技术重点实验室，浙江宁波315211

摘要：随着现代生活逐步智能化，越来越多的应用需要从图像中推断相应的语义信息再进行后续的处理，如虚拟现实、自动驾驶和视频监控等应用。目前的语义分割模型利用大量标注数据进行有监督训练能达到理想的性能，但模型对与训练数据不同分布的数据进行推理时，其性能严重下降。这意味着一旦应用场景发生变化，就需对新场景的数据进行标注。模型重新利用新数据进行训练，才能达到正常的性能。这无疑是耗时的、代价昂贵的。为此，领域自适应语义分割算法提供了解决模型在分布不一致数据上语义分割性能下降问题的思路。总结了领域自适应语义分割算法的前沿进展，并对未来研究方向进行展望。

关键词：
领域自适应

语义分割

深度学习

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量子通信与ICT体系融合分析和标准化趋势综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234745

作者：缪亚军，李明翰，戚巍

作者单位：国科量子通信网络有限公司，上海 200123

摘要：标准化在支撑产业发展、促进科技进步中具有基础性、引领性作用，同时也为行业发展研究提供了新的视角。基于国内外量子保密通信标准成果和进展，结合重大基础设施、关键应用的实践和新一代ICT技术的需求，探讨分析了量子通信与ICT体系融合的特征，并发现量子通信与5G、云平台、物联网等关键ICT技术的融合是未来重要发展趋势，特别在量子通信与ICT技术融合实践已经呈现领先于标准进展的趋势下，急需优化标准布局，推动相关场景应用，促进量子通信这一未来产业的发展。

关键词：
量子通信

标准化

ICT体系

融合

趋势

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人工智能

融合GhostNet的YOLOv5垃圾分类方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234428

作者：李耀，胡军国，乐杨

作者单位：浙江农林大学数学与计算机科学学院，浙江杭州 311300

摘要：垃圾分类是建设生态文明的重要一环，为解决重量级模型难以部署移动端设备的问题，提出基于YOLOv5网络改进的垃圾图像分类方法。采用融合GhostNet的主干网络，用线性运算代替传统卷积运算，降低了模型的参数量，提高了模型推理速度；通过在网络中加入改进版通道注意力模块，强化重要的通道特征，获取更多深层次的特征信息；采用加权边界融合方法，提升检测框的定位精度。经实验证明，该方法在自制数据集中较原模型的精度提高了8.5%，参数量减少了46.7%，平均推理速度提高了1.22 ms，实现了精度和推理速度的综合提升。

关键词：
垃圾分类

ECA

GhostNet

YOLOV5

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具有自主学习与记忆功能的智能政务问答系统研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234075

作者：方海泉1，2，邓明明1

作者单位：1.浙江工业大学，浙江杭州 310023；2.浙江大学，浙江杭州 310058

摘要：任务型问答系统一旦构建好，通常是固定不变的，能回答的问题非常有限，难以满足用户的需求。对此，提出一种自动实时更新知识库的方法，当用户提了一个问答系统回答不了的问题，系统会把该问题自动发送给人工客服，人工客服利用专业知识回复后，系统能够自动实时获取用户提的问题和人工客服回复的答案，并把这个问答对自动实时更新到知识库，之后如果其他用户提了类似的问题，问答系统就能够快速给出对应的答案。以政务领域的问答系统为例，应用文本向量化方法ERNIE构建知识库自动实时更新的问答系统。经过计算机实验证明，提出的方法能够实现知识库自动实时更新，构建的问答系统具有自主学习与记忆功能，提高了任务型问答系统的智能化水平。

关键词：
问答系统

自主学习

记忆功能

知识库

自动实时更新

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微电子技术

一种应用于LED驱动的新型过温保护电路

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233831

作者：文鑫1，冯全源1，程简2

作者单位：1.西南交通大学微电子研究所，四川成都 611756；2.四川省科学技术厅，四川成都 610016

摘要：基于0.18 μm BCD工艺，设计了一种应用于LED驱动的新型过温保护电路。利用基于电流求和的Banba型带隙基准源来产生高低阈值电压，从而消除芯片在过温点附近的振荡现象，同时带隙基准源加入了高阶曲率补偿，提高了过温阈值点的精度。通过Cadence软件对该电路进行了仿真验证。结果表明，在-40℃~150 ℃的温度变化区间内，高低阈值电压的温度特性好，温度系数为2.9 ppm。当温度高于131.8 ℃时，能够触发过温保护；当温度低于109.4 ℃时，电路可恢复正常工作，迟滞量为22.4 ℃。该过温保护电路精度高，稳定性好，可应用于LED驱动芯片中。

关键词：
LED驱动

过温保护

热振荡

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一种基于分布式计算的芯片仿真加速设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233800

作者：王锋，张栗榕，王磊

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：随着芯片设计规模和复杂度越来越大，传统的芯片EDA（Electronic Design Automation）验证方法在子系统和SoC（System on Chip）全芯片级别越来越受限于仿真速度限制。如何高效收敛RTL（Register Transfer Level）设计，确保及时高质量交付，成为芯片研发领域急需解决的重要问题。介绍了一种自研的利用分布式计算方法来加速大型芯片仿真效率的DVA（Distributed Verification Acceleration）系统架构和实现。

关键词：
芯片开发

EDA

分布式计算

仿真加速

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基于UVM的异步接口CAN控制器验证平台

DOI：DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234101

作者：孙维东，胡小刚

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 214072

摘要：针对带有异步接口的CAN控制器，设计实现了一种基于UVM的随机化、可重用的功能验证平台。该平台使用面向对象的UVM类搭建，代码可重用性更强，开发周期更短；引入随机化程度更高的激励加快功能验证的收敛速度，且更加贴近芯片的实际应用场景；自动化比对机制可以实时地输出结果报告，便于问题的定位和调试。平台独创性地实现了CAN总线代理器和异步接口驱动器两个组件，兼容CAN 2.0B标准协议和Intel/Motorola异步接口时序，实现了平台与DUT的数据交互。实验结果表明，设计验证平台可以有效验证待测设计异步接口CAN控制器。

关键词：
芯片设计验证

通用验证方法学

可重用验证平台

控制器局域网

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一种基于芯片片内总线的DMA控制器芯片的设计与验证

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233932

作者：苏兴1，刘威1，2，3，4

作者单位：1.武汉大学物理科学与技术学院，湖北武汉 430072；2.武汉大学微电子学院，湖北武汉 430072； 3.湖北珞珈实验室，湖北武汉 430072；4.武汉量子技术研究院，湖北武汉 430072

摘要：通过对片内总线的研究和理解，为最大化发挥总线优势，将直接存储访问技术和ICB总线结合，设计了一种基于ICB总线的DMA控制器。通过软件仿真验证了该控制器的逻辑功能，仿真结果表明其能够正常稳定运行。

关键词：
ICB总线

DMA

SOC

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测控技术与仪器仪表

地铁车辆小型电器设备加速试验在线测试系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234012

作者：尹洪权

作者单位：中车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京 210000

摘要：为了满足地铁车辆使用的小型电器设备在加速试验过程中的在线电性能参数测试的需求，通过对传统的小型电器设备在线测试电源、测试设备及数据处理系统进行改进，提出了一种基于加速试验的地铁车辆小型电器设备在线测试系统。针对地铁车辆小型电器设备对电源系统的特殊要求提出了具有交直流转换、电压可调、大功率、高精度的电源设计方案。同时设计了信号采集、传输的测试电路及可存储、处理数据的软件平台，并应用于实际的加速试验中证明该测试系统是可行的。这种应用于加速试验的地铁车辆小型电器设备在线测试系统可实时检测小型电器设备的吸合时间、接触电阻等数据，为小型电器设备的维修维护提供重要的参考数据。

关键词：
地铁车辆

小型电器设备

评价指标

加速试验

测试平台

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一种可调延时超窄脉冲触发序列产生技术

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234163

作者：姚鼎一1，2，景宁1，2，张敏娟1，2，余甜2

作者单位：1.中北大学信息与通信工程学院，山西太原 030051；2.中北大学前沿交叉科学研究院，山西太原 030051

摘要：为了实现高频信号在欠采样条件下的波形重构，递进延时超窄触发信号的产生成为顺序等效采样技术用于触发取样系统进行高频信号采样的关键。为此，设计了一种可编程延时触发序列产生及调理电路，在FPGA数字电路的控制下，通过计数器与延时模块产生可调延时触发序列，利用阶跃恢复二极管特性对产生的触发序列进行调理，产生一种延时步进可调、边沿极窄的脉冲信号。通过对该电路进行测试，结果表明，输出脉冲信号步进范围0~-2.4 ns可调，分辨率可达1 ps，且边沿跳变时间可以达到120 ps内，幅度可达到8 V左右。该延迟脉冲和调理电路可应用于通信、雷达等信号探测设备中，对于高频信号的获取与分析具有重要意义。

关键词：
延时可调

窄脉冲

阶跃恢复二极管

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通信与网络

基于信噪比系数的双阈值分布式协作算法的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234354

作者：李展雄，刘丽萍，方亮，吕佳枫，王赐

作者单位：宁夏大学电子电气工程学院，宁夏银川 750021

摘要：为了解决低信噪比时，传统能量检测算法因判决门限固定不变而导致检测性能较差的问题，研究了一种可随信噪比系数变化的双阈值协作能量检测算法。该算法的门限值是根据信噪比系数自适应调整，同时考虑到集中式协作的方式由于过度依赖融合中心的问题而不能在特殊场合使用，因此采用分布式协作的方法将每个认知用户检测到的信息能量值与动态门限进行比较。最后通过与两种传统算法进行对比分析，验证了该算法具有更好的检测性能。

关键词：
能量检测

信噪比系数

分布式协作

认知用户

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基于深度学习的动态主用户频谱感知算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234333

作者：李新玉1，赵知劲1，2

作者单位：1.杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州 310018； 2.中国电子科技集团第36研究所通信系统信息控制技术国家级重点实验室，浙江嘉兴 314001

摘要：实际的频谱感知场景中主用户可能随机到达或者离开，当主用户状态在实时频谱感知期间动态变化时，现有的静态频谱感知算法性能急剧恶化。针对该现状，研究提出基于残差收缩注意力机制的动态主用户频谱感知算法。频谱感知间隔内，主用户随机到达或者随机离开的时间服从均匀分布。采用深度残差收缩网络（DRSN）提取动态主用户特征，并且滤除冗余的噪声特征；利用协调注意力模块（CAM）增强每个通道不同方向的特征信息，提高模型对动态主用户特征的表达能力。仿真结果表明，所提算法性能优于对比算法ResNet、CBAM_IQ和CBAM_Energy，所提算法对主用户随机到达或者离开服从不同分布的主用户都可以保持较高的检测概率。

关键词：
认知无线电

频谱感知

动态主用户

深度残差收缩网络

协调注意力机制

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计算机技术与应用

基于流水线的RSA加密算法硬件实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234404

作者：杨龙飞，卢仕，彭旷

作者单位：湖北大学微电子学院，湖北武汉 430062

摘要：针对硬件实现高位RSA加密算法成本比较高的问题，在传统的基4蒙哥马利（Montgomery）算法上进行改进。首先引入CSA加法器快速完成大数的加法计算；然后在后处理上做优化，以减少每次蒙哥马利计算的大数个数；最后在计算RSA加密算法时加入了流水线，在并行执行RSA加密的条件下降低硬件资源的使用。在Xilinx XC7K410T系列的FPGA开发板上的实验结果表明，在保证加密速率的前提下，改进的RSA加密算法结构使用的硬件资源是原来并行结构的1/2，而且可以在更高的频率下工作。

关键词：
RSA加密

蒙哥马利算法

FPGA硬件实现

流水线

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一种窄波束测控装备车船摇隔离方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234046

作者：顾保国，郝耀峰，马东阳，周立新，屠稼木

作者单位：中国人民解放军63726部队，宁夏银川 750004

摘要：针对车载/船载状态下的窄波束测控装备的“动中测”测控需求，提出一种“位置环+车船摇前馈补偿+陀螺稳定环”的车船摇隔离方法，并对该方法的船摇隔离度和车摇隔离度分别进行仿真分析，仿真结果表明，采用该方法时，船摇隔离度能达到50 dB以上，车摇隔离度能达到20 dB以上；利用该方法对船摇条件下的高速运动目标跟踪性能进行仿真，仿真结果表明，跟踪误差满足窄波束测控装备的跟踪要求。

关键词：
动中测

车船摇隔离

隔离度

前馈补偿

残差

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工控网络安全靶场异构资源建模封装技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234583

作者：杜林1，2，朱俊虎2，白永强1

作者单位：（1.32085部队，北京 100000；2.战略支援部队信息工程大学，河南郑州 450001）

摘要：针对工控网络安全靶场的异构资源种类多、管控难的问题，采用元建模的方式对各类试验资源进行建模，分类并统一描述真实资源的功能、性能、接口、形态等属性，建立与真实资源映射的模型，实现模型复用、快速重构；分析资源的管控接口、采集接口和I/O接口，建立资源构件化封装规范，对各类资源进行构件化封装，为工控网络安全靶场资源的灵活配置、自动管控提供技术支撑。通过软件工具对资源建模封装的方法进行了验证。该研究的意义在于通过建模封装技术，实现对资源的可视化操作和统一管理。

关键词：
工控

网络安全靶场

异构资源

建模

封装

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射频与微波

机载超短波接收机射频前端系统级设计与仿真

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233885

作者：张宇晖

作者单位：中国西南电子技术研究所，四川成都61003

摘要：针对某型号超短波接收机研制需求，使用ADS（Advanced Design System）软件对该超短波接收机射频前端进行设计与仿真。通过分析接收机的性能需求，结合接收机主要工作原理和技术指标选取二次变频超外差接收机结构做为实现方案，根据设计方案在ADS中建立了射频前端的系统级仿真模型，并对射频前端的噪声系数、灵敏度、增益和互调失真等多个关键指标进行了设计分析和仿真计算，结果表明该射频前端各项指标满足设计要求。

关键词：
超短波接收机

射频前端

ADS

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同步辐射装置主信号源的扩展方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234281

作者：张恺，韦业龙，陈秋菊，吴丛凤，庞健，唐运盖，杜百廷，张善才，冯光耀

作者单位：中国科学技术大学，安徽合肥 230026

摘要：主信号源是同步辐射装置的关键组成部分之一，它不仅用于产生同步辐射光源各子系统所需的稳定度极高的参考信号，还用于生成整个装置的控制系统所需的高精度工作时钟。一般使用射频信号源作为主信号源，而商业射频信号源一般只配备单输出通道，远远不能满足同步辐射装置的需要，使用传统功分器对主信号通道进行扩展又存在幅度衰减、精度下降且相位不一致的问题。为解决上述问题，利用射频芯片AD9361，研究了对主信号源的单路输出进行扩展的方法。

关键词：
同步辐射

主信号源

射频信号源

通道扩展

AD9361

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电路与系统

一种基于异构处理器的可动态布署设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234018

作者：钱宏文，陈光威

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：针对卫星支持的多种生活服务需求实时切换、资源灵活智能调用需求，基于无线广域信号服务异构处理器，设计了一种即时高效、动态切换部署处理器功能的方案。通过对大资源FPGA及多片8核DSP多种功能定制结合动态部署设计，实现实时动态可重构处理器系统功能，将5种FPGA应用结合2种DSP应用程序动态组合，配合各功能任务架构需求重建控制、数据链路，完成多任务智能切换。

关键词：
异构处理器

动态部署

可重构

FPGA

DSP

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一种可植入光遗传电路中无线供电抑制EMI方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233912

作者：吉彦平1，李嘉伟1，柴东林2，赵伯言1，赵燕冉1，王诗睿1，王文思1，郑梦沂3

作者单位：1.北京工业大学光电子技术教育部重点实验室，北京 100124；2.华北电力大学控制与计算机工程学院，北京 100096； 3.中国政法大学社会学院，北京 100091

摘要：提出了一种无线可植入光遗传硬件结构。在光遗传实验过程中，生物体体外采用磁谐振式无线能量技术对体内电路进行供电；然而在无线能量传输（WPT）过程中需要借助磁耦合将发射端电能转化成高频磁场，磁场是无线能量传输系统传输电能的介质，其带来的电磁辐射（EMI）问题将对于生物体安全带来威胁；因此，设计了一种改进的展频和谐波抑制无线能量供电电路。首先介绍了系统的工作原理，然后采用电路理论分析了该电路的特性，并设计了发射端与接收端电路并进行了仿真，最后设计了硬件电路样机并在实验环境下按照植入式供电电路电磁兼容标准进行了验证。实验结果表明，所设计的系统能够有效抑制EMI，并能持续稳定对体内植入电路有效供电。

关键词：
光遗传

无线能量传输

电磁辐射

电路仿真

硬件验证

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便携式XRF能谱仪中锂离子电池恒压转换器的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233749

作者：杨博赞1，倪子月2，王英倩1

作者单位：1.钢研纳克检测技术股份有限公司，北京 100094；2.钢铁研究总院有限公司，北京 100083

摘要：便携式XRF能谱仪采用锂离子电池供电，锂离子电池放电过程中，输出电压随时间逐渐减小，影响能谱仪检测结果。为消除该不利影响，采用Buck-Boost拓扑结构，基于LTC3789设计宽输入范围、高转换效率的恒压转换器，将锂离子电池转换为恒电压输出。详细介绍了恒压转换器的设计过程，并对其功能和效率进行实验，结果表明：该恒压转换器输出电压稳定，转换效率高，满足使用要求。

关键词：
恒压转换器

LTC3789

Buck-Boost拓扑

宽输入范围

高转换效率

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雷达与导航

基于WiFi信号的室内外联合定位技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.233941

作者：唐杰1，黄铭1，林建喜2，程骋2，杨晶晶1

作者单位：1.云南大学信息学院，云南昆明 650091；2.云南省无线电监测中心，云南昆明 650228

摘要：当前基于GPS与WiFi的室内外联合定位技术实现了较高定位精度，然而此类方法在过渡区域时需要处理两种不同场景的信号，存在越区平滑切换难以及缺乏有效的数据关联等问题。针对上述问题，将物理空间位置信息与WiFi信息关联建立了基于WiFi信号的室内外联合定位图模型，并使用Jaccard相似度算法进行室内外判定和一次定位。为了增加WiFi定位精度，使用三次样条插值扩充WiFi指纹库，并通过加权K近邻算法进行二次精准定位。实验结果表明，基于定位图模型的方法具有较高定位精度和较小的系统时延。此外，结合校园三维模型与前端技术开发了WiFi室内外联合定位系统，并部署在云服务器端，验证了所提出的定位方法具有潜在应用价值。

关键词：
WiFi定位

图模型

相似度

二次定位

可视化

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基于4D点云和航迹信息的人员跌倒检测方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.234228

作者：周杨，李剑鹏，王知雨，梁庆真

作者单位：四川启睿克科技有限公司，四川成都 610041

摘要：在家庭和医疗健康监护中，及时准确对老人跌倒进行实时监护是一个重要课题，而毫米波雷达在非接触式人员跌倒检测方面表现出巨大应用潜力。传统方法主要利用毫米波雷达获取的多普勒信息作为跌倒检测特征，但对于某些场景，诸如人员跌倒时与雷达的距离较远或者跌倒方向与雷达天线法向垂直，多普勒信息特征的有效性就会降低，进而导致跌倒检测准确率下降。针对上述问题，提出了一种基于4D点云和航迹信息的毫米波雷达跌倒检测方法，利用点云的空间信息、时间信息和微动信息全方位地表征人体动作特征，有效缓解距离和姿态多样性对雷达跌倒检测的影响，同时结合跟踪航迹信息带来的滤波器效应进一步抑制环境杂波的影响，提高了跌倒检测准确性。