新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器的设计

设计了一种能自动适应不同背景光强的新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器.利用光敏二极管将条纹的变化转化为电信号并与数控分压电路的输出进行差动放大,经施密特触发器整形后,送入单片机计数并显示.实验证明,本计数器可以适应不同的背景光强和光源光强,具有精确度高、操作简便、适应性强等优点.

基于CostarⅡ的异构多核DSP设计与实现

基于CostarⅡ DSP内核设计并实现了一种高性能的嵌入式异构多核DSP.该设计集成了四个DSP内核和一个RISC处理器内核;每个内核均拥有自己的私有存储器;所有内核共享具有多体并行存储结构的数据存储器;四个DSP内核使用可配置的共享程序存储器;各内核之间拥有邮箱、信号量及中断等多种同步与通信机制.为了验证该设计,在该系统上测试了JPEG解码算法,并通过了FPGA验证.测试结果表明,该设计具有编程模式简洁,易于提高任务执行的并行度的优点.

基于CPLD的HDB3码编译码器设计

在基带传输系统中常需要进行NRZ码和HDB3码间的相互转换。基于CPLD设计了一种能实现该种转换的HDB3码编译码器。该编译码器能进行并行发送编码和接收译码,并带有误码检测和位同步提取的功能。

电子信息类专业嵌入式系统课程教学内容改革

针对嵌入式系统课程知识点繁多、课时有限、教学内容组织困难的问题,面向电子信息类专业,以创新创业为导向,进行该课程教学内容改革探索。在对人才市场需求状况调研的基础上,结合嵌入式系统技术特点及发展趋势,基于成果导向教育理念,确立了嵌入式系统课程的教学目标,并给出了一套面向电子信息类专业的嵌入式系统课程教学内容改革方案。该方案包含理论教学和实践教学两部分。理论教学内容分为基本概念、微处理器、片上外设、编程知识和嵌入式操作系统五大知识模块;实践教学内容分为基础实验、综合实验和创新课程设计三个层次。实践表明,该方案能够有效地解决当前的困惑,教学效果良好。

H.264在多核平台上的并行性分析

针对视频协议H.264,研究了其在多核平台的上的并行性.基于宏块层的数据划分,采用CPU负责熵解码,每个DSP负责计算一个宏块数据的任务分配方式,实现宏块级并行解码H.264.利用邮箱通讯,在DSP间实现处理宏块数据的环形流水线,降低了由于宏块数据依赖性而引起的DSP间相互等待时间.多核平台相对于单核DSP取得了约3倍的加速比.分别对I帧和P帧进行了并行性分析,指出了其对并行性的不同影响及其影响大小.仿真结果证明了分析的正确性.

片上异构多核DSP同步与通信的实现

设计了一个硬件信号量模块,可实现互斥和栅障等同步功能。与使用处理器原子操作指令相比,该方法具有指令数目少、执行效率高的优点。为提高存储器使用效率,基于便笺式存储器的结构特点,设计了具有绝对地址映射和虚拟地址映射两种寻址模式的共享程序存储器以支持指令存储空间复用。FPGA实验结果证明,该设计与传统的采用L2缓存方式相比,可以将多核处理器系统的程序性能提高14.7%。

SystemC建模在多核处理器设计中的应用

"同芯Ⅳ"是中国科学院微电子研究所通信与多媒体SOC实验室设计的一款多核异构处理器。本文将电子系统级(Electronic System Level,ESL)设计方法成功应用于该处理器SOC设计,通过SystemC对系统关键单元MIPS处理器建模,利用Visual Studio和Modelsim等工具进行软硬件协同设计、验证。实践证明利用SystemC模型进行软硬件协同设计有效提高了开发并行度,缩短开发周期,为验证和性能优化提供了详尽的参考数据,简化了调试。

一种面向分组密码的指令扩展方法

针对信息安全领域广泛存在的分组密码运算需求,提出一种面向分组密码的指令扩展方法.通过统计分析47种分组密码算法的运算特点,发现了四种需要加速的基本运算,并设计了四个密码运算单元对这四种基本运算进行加速.将这四个密码运算单元设计成为一个数据触发单元植入微处理器中,从而实现了分组密码运算的加速.该方法具有实现简单、灵活性高等优点.评估结果显示扩展后的微处理器对于常见分组密码算法的加速比为2.4～9.3,且硬件开销仅为原微处理器的1.3倍.

8通道8位模/数转换器ADC0808/0809原理及应用

本文介绍了8通道8位A/D转换器ADC0808/0809的工作原理、特性及其应用。

基于SystemC的片上网络全系统模拟器

设计了一个基于SystemC的可配置片上网络(NoC)全系统模拟器.该模拟器实现了路由器、处理节点、存储节点及IO节点的周期精确的事务级建模,同时具备分析各路由器节点性能及影响因素的功能.实验结果表明该模拟器具有快速、灵活及准确性高的优点,在2.4GHz的IntelCore2处理器上对4×4的NoC进行周期精确的仿真约为130kcycles/s,测试程序在该模拟器运行的结果与系统实现后的实际结果相差小于4%.

基于电路课程的横拓展与纵延伸衔接的教学模式研究——以电子信息类学科为例

通过对电路课程中的一阶电路全响应的课堂施教,采用横拓展的知识点回顾和纵延伸的知识点贯穿相衔接的教学模式,并对该教学模式的施教方法和过程进行阐述;证实横拓展与纵延伸立体衔接的教学模式实施,能达到对电路知识以点带线、由线及面的效果,进一步让学生对电路知识真实地掌握并灵活地运用,最终为今后的学习和工作奠定坚实的基础。

量子阱LD有源区量子阱数目的优化设计

采用直观的载流子、光子库模型,导出半导体激光器速率方程,得到输入电流、输出光功率的关系以及激光器腔体参数与注入电流的关系,从而给出在设计激光器时遇到的相关限制的方程,以及LD电流与某种形式的电流增益转换因子的关系,根据增益曲线上的最佳工作点来优化有源区量子阱数目.给出了共面量子阱LD在固定有源长度、固定无源区长度的共面量子阱激光器的量子阱数目优化方案.

通过机器学习实现基于摩擦纳米发电机的自驱动智能传感及其应用

在物联网时代,如何开发一种可持续供电、部署方便且使用灵活的智能传感器系统成为了亟待解决的难题..以麦克斯韦位移电流作为驱动力的摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)可直接将机械刺激转化为电信号,因此可作为自驱动传感器使用.基于TENG的传感器拥有结构简单、瞬时功率密度高等优点,为构建智能传感器系统提供了重要手段.同时,机器学习作为一种成本低、开发周期短、数据处理能力和预测能力强的技术,对TENG产生的大量电学信号处理效果显著.本文梳理了基于TENG的传感器系统通过采用机器学习技术进行信号处理和智能识别的最新研究进展,从交通安全、环境监测、信息安全、人机交互和健康运动检测等角度出发,概述了该研究方向的技术特点与研究现状.最后,深入讨论了该领域当前存在的挑战和未来的发展趋势,并分析了未来如何改进以期开拓更广阔的应用空间.我们相信机器学习技术与TENG传感器的结合将推动未来智能传感器网络的快速发展.

电子专业建设中课程思政改革的顶层设计研究

以河南大学电子专业的一流专业建设和新工科建设为契机,结合课程思政的改革目标,深入思考专业建设和课程思政之间的内在联系,以及专业建设在课程思政建设中所起的作用,并提出课程思政建设不能孤立存在,要将其作为专业建设的重要环节,在专业建设的顶层设计中融入课程思政的总体规划方案,以专任教师为执行者,以专业建设为坚强后盾,实现课程思政“立德树人”的总体目标。

基于Canny算子的建筑裂缝边缘检测改进算法

针对Canny算法在建筑物裂缝图像边缘检测中去除伪边缘和保护边缘细节方面的不足,提出了一种改进Canny算子的建筑物裂缝边缘检测算法。采用一种将双边滤波器和中值滤波器相级联的混合滤波器对建筑物裂缝图像进行处理;采用细分划分方法改进传统Canny算法中2×2邻域来计算梯度幅值;采用最大类间方差法与梯度直方图结合算法计算得到高低阈值。实验结果表明,改进算法能够解决建筑物裂缝图像中噪声干扰等问题,提高了Canny算子在提取建筑物裂缝图像边缘细节信息和抑制假边缘方面的性能,具有较好的鲁棒性。

基于仿射变换的密钥相关S盒构造方法

针对现有密钥相关S盒构造方法存在的问题,提出了仿射密钥相关S盒的概念,给出了一种由密钥获得仿射密钥相关S盒的方法及其算法;分析了仿射变换对S盒的密码指标的影响,证明了保持仿射密钥相关S盒代数次数不变的条件.理论分析及实验结果表明:利用该方法所获得的密钥相关S盒在非线性度、差分均匀性、抗代数攻击能力、代数次数、代数项数分布、严格雪崩特性等指标上显示出良好的密码学特性,从而有效克服了现有密钥相关S盒构造方法中可能出现弱S盒等不足.

基于随机指令注入的抗旁路攻击硬件防护技术

提出一种基于随机指令注入的抗旁路攻击硬件防护技术,通过在处理器内部嵌入一个指令自动产生与插入模块,在处理器运行过程中实时产生一些随机的指令并随机插入到正常指令执行序列中,打乱正常指令执行时序,起到了随机延迟与功耗混淆的作用,克服了现有软件随机延迟技术存在的缺陷.采用影子寄存器等策略解决随机指令执行与正常指令的冲突问题;通过采用配置寄存器来灵活地对随机指令注入功能进行控制,减少了系统防护开销,提高了防护效率.实验结果表明该技术比现有随机时间延迟技术安全性更强而且开销更低.