设计应用

  • 基于FPGA的快速静态光谱复原系统研究

    为了实现静态干涉系统光谱分布的快速复原,设计了一种基于FPGA的快速光谱数据处理系统。通过FPGA硬件设计完成了对CCD数据的高速采集与快速光谱数据反演计算。依据静态干涉条纹空域到频域的变化特性,设计了相应的驱动模块,并通过仿真分析验证了其高效性。选用三种不同位深的数据形式进行对比,结果显示,8 bit速度最快,但光谱对比度最差,12 bit对比度最好,但耗时较长,综合比较选取了光谱振幅对比度和处理速度均适中的10 bit,并由此构建了FPGA光谱复原系统。实验采用980 nm激光入射静态干涉模块获得的静态干涉条纹进行测试。同组数据还采用MATLAB进行光谱反演,对比结果显示,系统测试数据的中心波长位置、幅值及半宽与MATLAB仿真数据相符。
    发表于:2018/11/16 13:25:00
  • 基于SoC的新型通用弹载计算机系统设计

    为了解决现有制导武器中弹载计算机计算性能较弱和传感器底层数据交互复杂等问题,提高弹载计算机计算性能与硬件集成度,提出一种基于SoC FPGA的新型通用弹载计算机设计方案。提出的SoC FPGA通用弹载计算机硬件设计集成度显著提高,通过三种平台(ARM、DSP和SoC FPGA)的运算耗时实验对比,在相同计算要求下,该弹载计算机并行运算加速方法运算耗时相较串行运算下降了一个数量级,为4 ms,得到较好的运算加速效果。结果表明,基于SoC FPGA的新型通用弹载计算机硬件集成度高、通用接口丰富,而且弹载程序运算满足现代武器制导的实时性与精确性要求。
    发表于:2018/11/16 13:16:00
  • 【论文集锦】加油,北斗!——《电子技术应用》优秀论文集锦

    小编整理了《电子技术应用》近年刊登的关于北斗的最新研究成果及其应用实例,如北斗在个人位置服务、气象、交通管理、海运和水运、农业等领域的应用,以餮读者,为正在走向世界的北斗加油!为努力做大做强的北斗产业呐喊!
    发表于:2018/11/15 15:59:00
  • 基于深度学习的胸部X光影像分析系统

    提出一种应用嵌入式技术和深度学习技术实现对胸部X光影像分析的设计方案。采用NIVIDIA公司生产的Jetson TX2作为核心板,配备以太网模块、WiFi模块等功能模块搭建该分析系统的硬件平台。在GPU服务器上利用MobileNets卷积神经网络对标注的胸部X光影像数据集进行训练,将训练好的神经网络模型移植到Jetson TX2核心板,在嵌入式平台下完成对胸腔积液、浸润、肺气肿、气胸以及肺不张症状的检测。利用美国国立卫生研究院提供的胸部X光影像数据进行测试,通过实验证明,该方法在识别准确率上优于其他的检测方法,同时识别所需时间比其他方法短。
    发表于:2018/11/15 13:44:00
  • 基于线性反馈的多模混合可重构PUF电路设计

    物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)是集成电路领域的特殊识别技术。通过提取芯片制造过程中随机工艺偏差,产生无限多个特殊的密钥。通过对存储型PUF电路、线性反馈移位寄存器和仲裁器PUF电路进行研究,提出一种基于线性反馈的多模混合可重构PUF方案。首先,该方案利用存储型随机源产生随机数据,将其作为自选反馈网络的选择信号,完成反馈网络的随机选择功能。然后,线性反馈移位寄存器根据反馈信号产生随机数序列,作为仲裁器PUF的n位路径选择信号,在时钟信号控制下,实现可重构PUF的串行密钥输出。在TSMC 65 nm CMOS工艺下仿真验证,结果表明所设计的PUF电路随机性达到96.2%,唯一性达到50.8%。
    发表于:2018/11/15 13:31:00
  • 一种新型的双阈值4T SRAM单元的设计

    通过减少晶体管数目来达到减小存储单元面积,从而实现高密度的SRAM设计是一种较为直接的解决方案。在至关重要的SRAM存储单元设计中,不同工作状态表现出的稳定特性是评判SRAM设计的重要指标。比较了55 nm CMOS工艺节点下传统6T和4T SRAM存储单元的数据保持和读写工作时的稳定特性。经过多次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明,4T结构SRAM与传统6T结构相比,存储单元面积减小20%,在相同供电电压下,通过在外围电路中增加读辅助电路,读稳定性提升了110%,写能力增强183%。
    发表于:2018/11/14 9:20:00
  • 基于优化型支持向量机算法的硬件木马检测

    目前基于侧信道的分析方法是硬件木马检测的主要研究方向。为提高侧信道分析时的准确率和检测速度,提出了基于优化型支持向量机的分类方法。首先利用主成分分析技术对功耗数据进行处理,降低数据特征相关性;然后通过遗传算法提高惩罚系数和核函数参数的选择;最后进行硬件木马分类器的构建。实验结果表明,优化型SVM方法提高了硬件木马分类器的检测速度和准确率,可以有效检测出面积为0.1%的硬件木马,准确率最高可以提升15.6%,时间消耗减少98.1%。
    发表于:2018/11/14 9:09:00
  • 一种小型无源UHF抗金属标签天线的设计

    设计了一款应用于超高频(UHF)频段的小型无源抗金属射频识别(RFID)电子标签天线。在一端端口封闭式小型微带天线的基础上,基板采用介电常数为22的微波介质陶瓷可以进一步减小天线尺寸,馈电方式为一端通过短路片接地的插入式馈电,通过对辐射贴片另一端加载短路片来实现宽频带。使用HFSS仿真软件进行天线设计,天线尺寸约为32 mm×24 mm×4 mm,置于200 mm×200 mm的金属板上,在860~960 MHz的工作频段内,S11<-15 dB,阻抗匹配极好,MATLAB仿真的读取距离约为7 m。标签天线的整体设计满足小型化、抗金属、宽频带、低成本的设计要求。
    发表于:2018/11/13 10:21:00
  • 一种新型带隙基准源设计

    在对传统一阶补偿带隙基准分析的基础上,提出了一种新型高阶补偿技术,并应用该技术设计了一款在宽温度范围内具有低温度系数的曲率补偿电压基准。基于VIS 0.15 μm BCD工艺对提出的电路结构进行了设计与仿真。仿真结果表明,该基准电路的输出电压平均值为539 mV;在宽温度范围(-60 ℃~120 ℃)内,温度系数为1.40 ppm/℃;环境温度为27 ℃,电源电压在1.3 V~2.1 V范围内时,输出电压的线性调整率为0.001 9%,电源抑制大于84 dB@100 Hz。
    发表于:2018/11/13 9:52:00
  • 基于PDMS的MEMS柔性天线的设计及制作

    设计了一种小型超宽带共面波导(CPW)馈电的MEMS单极子柔性天线,具有结构简单、质轻、易集成、可柔性弯曲的特点。该天线采用了具有高柔弹性和良好的自我恢复性的PDMS材料为介质基板,在柔性基板一侧设计了圆盘状的金属辐射结构,采用了CPW结构与天线集成于基板同一侧。实验中,验证了氧等离子刻蚀与SDS联合处理的方式能有效改善光刻胶与PDMS表面的粘附效果,并分别基于AZ6130胶、RZJ304胶、AZ5214E胶在PDMS柔性基底上利用金属剥离工艺制作了该CPW馈电的MEMS单极子柔性天线,对比了基于不同光刻胶制作的天线性能及剥离制作难度。该天线的频带为 3.3 GHz~5.0 GHz,阻抗匹配良好,辐射方向性稳定,可适用于5G通信系统,亦为柔性天线的研究提供了参考。
    发表于:2018/11/12 11:51:00
  • SpaceWire高速总线节点控制器的设计与实现

    针对空间应用中有效载荷对数据高速传输的要求,根据SpaceWire(SpW)协议提出了一种SpaceWire节点控制器的设计方案。使用Verilog可编程语言进行逻辑设计,实现了节点控制器IP,以XC4VSX55 FPGA做原型验证,验证了系统整体设计的可行性。在专用集成芯片龙芯1E300中实现了该知识产权核(Intellectual Property,IP),搭建测试环境,验证了数据传输过程中的同步性和准确性,ASIC实际测试结果表明设计的节点控制器信号传输速率可达200 Mb/s,满足协议规定的功能。
    发表于:2018/11/12 11:40:00
  • 基于空间插值算法的功率模块散热分析

    针对电动空调功率模块损耗计算困难,散热设计依据不足的问题,分析了其产热和散热的机理,提出了基于空间插值算法的实际损耗值计算方法,建立了热量从功率模块传导至冷媒的数学模型,提出了降低热阻的两种途径,通过有限元软件对不同导热系数和基座厚度条件下的功率模块温度分布状况进行了热仿真分析,利用实验对理论分析和仿真结果进行了验证,结果表明提出的两种提高散热效率的方法能够改善功率模块的散热性能。
    发表于:2018/11/7 11:49:00
  • 轨到轨可调输出单级Buck变换器的研究与设计

    高压电源作为电缆故障检测仪的重要组成单元,其输出电压的安全性、稳定性以及可调输出范围对电缆故障点的快速检测具有重要的促进作用。针对高压电源的宽范围可调输出问题,设计了具有轨到轨输出特性的宽范围可调单级Buck变换器作为高压电源的前级预调压。采用Buck变换器统一电路模型分析并设计了闭环反馈补偿控制器和可软件配置的软启动控制方法,同时完成了基于TL494的Buck变换器硬件电路设计,最后通过仿真分析与实验测试验证了所设计的Buck变换器能够实现输出电压10~300 V连续可调,系统具有良好的稳定性和动态响应,连续带载工作2小时无异常。
    发表于:2018/11/7 11:31:00
  • 基于三次样条函数的加Rife-vincent自卷积窗 插值FFT算法的电力系统谐波检测

    采用快速傅里叶变换(FFT)对电力系统进行谐波分析时,由于非同步采样和数据截断,将会产生栅栏效应和频谱泄漏现象,无法得到准确的谐波参数。为提高非同步采样的谐波检测精度,提出基于三次样条函数的加Rife-vincent自卷积窗插值FFT算法。Rife-vincent自卷积窗旁瓣峰值低,旁瓣衰减速度快,能够有效抑制频谱泄漏,采用三次样条函数逼近幅值比函数,可有效抑制栅栏效应,避免解高次方程,实时性好,计算精度高。通过MATLAB仿真分析,验证了基于三次样条函数的加Rife-vincent自卷积窗插值FFT算法能够有效抑制频谱泄露和栅栏效应,提高谐波检测精度。
    发表于:2018/11/7 11:20:00
  • Buck恒流变换器负载调整率的研究

    针对传统LED电源存在负载调整率差的问题,采用了一种基于输出电压反馈的电感电流补偿控制策略,用负载电压信号补偿负载调整引起的输出电流偏差。对影响Buck恒流拓扑负载调整率的因素进行了理论分析,结合工程应用数据,优化了负载调整率的控制策略。最后在一台200 W恒流LED电源样机上进行了实验验证,负载调整率从0.03%/V降到了0.01%/V,验证了所提控制方法的正确性,达到了优化负载调整率的效果。
    发表于:2018/11/7 11:04:00