基于向量表的RISC-V处理器普通中断与NMI优化设计

针对有实时性需求的精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer,RISC)-V处理器中断响应延迟过长的问题,本文改进了中断响应中中断服务程序跳转地址计算的方式,扩展了不可屏蔽中断(Non-Maskable Interrupt,NMI)响应时的控制寄存器,提出了硬件矢量中断以及NMI相关控制寄存器扩展。硬件矢量中断提高了中断的响应速度,减少了中断响应的延迟。NMI扩展控制寄存器减少了NMI的响应延迟,减少了软件需要进行的保存现场操作。利用VCS仿真验证了中断优化的正确性以及性能。仿真结果表明,硬件矢量中断响应时间缩短了84.4%,响应速度提高为原本的6倍,NMI扩展控制寄存器减少了31个时钟周期的响应时间以及32个时钟周期的返回时间。

基于并行遗传算法的双阈值图像分割方法

为了提高图像的分割效率,提出了一种基于并行遗传算法的最优双阈值搜索算法。将种群个体设计成一行两列的向量,以类间方差比作为个体的适应度,生成若干初始子种群进行并行计算;同时,将每代的最大适应度个体直接复制进入下一代,适当增大变异概率,在种群的多样性环境下实施有条件的最佳保留策略,保证算法收敛于最优解。实验结果表明,该算法具有良好的分割效果和较高的运算效率,运算时间开销仅为普通算法的4.16%。

浸没式微滤膜海水净化研究

针对海水淡化预处理,采用中空纤维帘式膜开发了浸没式微滤膜海水净化装置,考察了膜的出水水质,研究了温度、原水水质等对膜通量和跨膜压差的影响．实验表明,微滤膜出水水质良好,产水浊度<0．1 NTU, SDI值<2．5,Fe基本上全部去除,完全达到了反渗透进水要求．

基于量子粒子群算法的双阈值图像分割方法

为了提高图像分割效率,将量子粒子群算法QPSO应用于图像阈值分割领域,并在QPSO算法基础上提出了一种基于边界控制的量子粒子群阈值分割算法BQPSO。改进算法BQPSO引入了边界控制策略,使得飞越搜索区域的粒子不再聚集到区域的边界,而是回到搜索区域内边界附近的某一位置,保持了群体的多样性,有效地避免了算法陷入局部最优解,增强了算法的全局搜索能力。实验结果表明,与遗传算法GA、粒子群算法PSO和标准量子粒子群算法QPSO的阈值寻优结果相比较,BQPSO算法在运算效率、阈值搜索精度和稳定性以及图像分割效果等方面均具有明显的优势。

不同条件下帘式微滤膜的海水预处理

采用1m2和12.5m2两种聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜进行试验,考察了在高通量、不同温度、和不同的跨膜压差(TMP)条件下,帘式膜深度处理海水的相关参数。试验结果表明,在海水浊度为23NTU左右的条件下,可以平均通量17.83L/m2·h连续运行,超过出厂要求的78.3%;帘式膜深度处理出水通量、TMP分别与温度成正、反比关系;帘式膜可以在低温下深度处理海水。

Pearson分布杂波背景下分布式模糊CA-CFAR检测器的性能分析

为了改善雷达的检测性能,本文分析了Pearson分布杂波背景下,采用模糊逻辑方法设计CA-CFAR检测器的问题。提出了一种二元分布式模糊CA-CFAR检测器。两个检测器分别利用滑窗数据计算出映射到虚警空间的隶属函数值,通过融合中心的四种融合准则得到全局隶属函数值,实现背景杂波功率水平估计,从而进行目标判决。仿真结果表明,基于代数和融合准则的模糊CA-CFAR,在四种融合逻辑中检测性能是最稳健的,且相比传统的二进制"与"逻辑或者"或"逻辑CFAR检测器,能够提供更好的检测效果。

基于傅立叶变换的无线传感器网络数据建模

无线传感器网络技术具有低成本、分布式特点,在各个领域都有了广泛的运用,给我们的生活生产带来天翻地覆的变化。但是,随着无线传感器网络的复杂程度和节点增加,功耗也就随之增加,而电池寿命有限性制约了无线网络技术的发展。已有的研究表明,在数据传输中,节点间的数据传输是最为耗能的,于是降低节点之间的数据传输量与传输频率便能降低能耗,延长无线传感器网络的使用寿命,推动该技术的发展。用傅里叶变换、差分拟合、高阶拟合建立合适的数据模型,实现压缩数据,减少数据传输,同时保证数据的准确性,便实现了降低能耗、延长系统使用寿命的目标。相互对比三种数据模型,找到最为准确且能显著降低能耗的数据优化方案。

水下修正空时自适应检测的性能分析

修正空时自适应检测(STAD)是以空时联合处理为框架、以水下目标检测为目的的声呐信号处理方法,能有效解决混响背景下的目标检测问题。为了明确修正STAD的适用条件,首先从点目标回波入手,阐明其空时导向矢量中空时交叉项不可忽略的原因,进一步推导出空域导向矢量失配程度与阵元数目和目标方位角的数学关系式,为定量分析修正STAD性能提供数学依据。最后采用蒙特卡洛仿真方法对修正STAD的检测性能进行了分析。研究结果表明,修正STAD适用于阵元数目足够多(超过32个阵元)、阵列法向未对准目标的情况,此时相对于传统STAD,修正STAD可以表现出更好的检测性能和更优的稳健性。

基于符号补偿的RISC-V处理器乘法器优化

针对高性能RISC-V处理器乘法运算延迟过长的问题,改进了基本乘法器中的基4-Booth编码以及Wallace树型结构,提出了基于符号补偿的基4-Booth编码以及交替使用3-2压缩器和4-2压缩器的Wallace树型结构;基于符号补偿的基4-Booth编码减少了部分积的数量,降低了符号位进位翻转带来的功耗;改进的Wallace树型结构减少了部分积累加所花费的时钟周期,缩短了乘法器的关键路径,降低了乘法指令的执行延迟;利用VCS仿真验证了改进的乘法器功能正确性,通过板级测试评估了其性能;结果表明,文章的乘法器功能正确,相较于PicoRV32,执行整型乘法指令所花费的时钟周期缩短了88.2%。Dhrystone分数提高了71.7%,功耗降低了4.9%。

基于斜对称阵列的水下单脉冲降维空时自适应处理

混响作为声呐系统工作环境中的主要干扰之一,严重影响声呐系统的检测性能。水下单脉冲空时自适应处理(STAP)能够很好地适应于水声环境,有效提高运动声呐的混响抑制能力。但在实际混响环境中,单脉冲STAP存在计算量过大和辅助数据不足2个局限性。文中将阵列的斜对称特性应用于单脉冲局域联合处理(JDL)-STAP中,仿真试验结果表明,该算法可以降低对辅助数据的依赖,提高混响协方差矩阵的估计精度,有效降低计算量,提高混响的抑制性能和目标方位估计精度。

支持多协议的可配置通信引擎设计

针对国内对于专用通信引擎的研究空缺,实现了一种支持多协议的可配置通信引擎设计,并以典型的数据链路层协议——高级数据链路控制(High 1evel Data Link Control,HDLC)协议的引擎块实现为例,采用System Verilog搭建仿真平台,通过C语言编写测试case,以回环验证的方式保证设计正确性。可配置引擎块以自研RSIC核为核心,采用AHB总线互连,内部集成HDLC、UART等通信协议以及DMA、TDM、GPIO等通用外设,实现通信协议的处理及数据传输,有助于解放处理器负载,提高数据处理效率,同时将HDLC与可配置通信引擎相结合,解决了多路信号的HDLC对处理器资源的占用率高等问题。

运动声呐空时自适应处理中的多普勒影响分析

为了将空时自适应处理(STAP)理论更好地应用于水下环境,提高运动声呐对混响的抑制性能,研究了多普勒对运动声呐STAP的影响。具体分析了由多普勒造成的回波脉宽伸缩变换以及目标空时导向向量失配带来的影响。分析结果表明,回波包络脉宽变化对于匹配滤波输出信噪比影响较小,而对空时导向向量修正可以有效提高目标方位估计精度以及混响抑制能力。

“数据库课程设计”课程的实践教学方法探索

数据库技术是计算机科学领域发展较快、应用较基础、较广泛的技术之一,数据库相关知识及其发展趋势是每位软件从业人员必须关注的内容。为了培养学生对数据库技术的实际应用能力以提升学生的综合素质,除了安排理论课程,开设实践性强、应用场景广泛的实践课程是高校数据库教学中的必要环节,探讨数据库实践课程与软件工程深入结合的教学思路,提出开放性的教学方法,是数据库教学中关注的重点。同济大学软件工程学院"数据库课程设计"课程采用开放性的实践教学,自2005年开课以来获得了良好成效。以此为例,解释开放性教学在本科教学中的实践经验,展示该教学模式的优秀成果,说明数据库实践性课程的重要性及开放式实践教学模式的优越性。

面向超高清显示的nano-LED研究进展

随着日渐增长的对于显示器超高分辨率的需求,纳米级像元的概念已经被提出。纳米发光二极管(nano-LED)被认为是实现纳米级像元尺寸的万级像素密度发光显示器件的理想光源,能够应用于近眼显示、植入式显示、VR、AR等领域。介绍nano-LED器件的制备,纳米级RGB全彩显示的实现,纳米像元的寻址与驱动的前沿进展情况以及存在的挑战。

新媒体视阈下互动视频发展态势分析

2019年是我国互动视频本土化发展的元年,互动视频的出现极大地拓展了人们观剧时的感受反馈与内容自主选择权。用户不再是成为电影叙事文本内容的被动接收方,非线性、交互性、沉浸性的互动剧情新模式极大的调动了观众的观剧兴趣点。随着5G技术的大规模普及,互动视频及其他新媒体技术样式可以为人们开拓出新的视听天地。本文分析了互动视频的特点,并初探互动视频的未来发展之路。

谈预应力混凝土箱梁腹板裂缝成因机理

随着我国西北地区基础交通建设的迅速发展,预制混凝土箱梁在公路建设中被大量使用。西北地区气候条件恶劣:极低温、干燥、昼夜大温差等,在这种环境中浇筑的混凝土极易产生裂缝,其中,小箱梁沿预应力管道方向延伸的腹板纵向裂缝十分严重,影响混凝土结构质量及安全。论文以绥延高速公路某大桥为研究对象,对小箱梁腹板裂缝进行试验分析,找出了腹板裂缝产生原因,并根据裂缝实际情况提出了相应的腹板裂缝修复方案。

新型排风罩捕集率数值计算与试验研究

为了解决橡胶轮胎硫化车间污染散发严重问题,研制出了一种新型排风罩。该排风罩的设计以流体动力学为基础,结合硫化机的结构以及工艺过程,主要以应对硫化机开模阶段和轮胎冷却阶段烟气收集需求为主,并兼顾设备维修等要求。本文首先根据CFD数值计算分析确定排风罩的捕集率,再采用试验方法进行验证。

再媒介化:昆曲表演艺术创作与传播的新路径

近年来,再媒介化手段的应用为昆曲表演艺术的传播与传承注入新活力,对大众文化审美的重塑以及中华传统文化的传播均产生一定影响。本文着眼于传统昆曲表演艺术再媒介化转换的内在机制,从叙事空间、艺术表达与审美体验三个维度,探讨再媒介化的手段如何通过保留和复刻传统昆曲中的经典元素,充分把握演员与角色、自然空间与剧作空间、情与境之间的虚实相生关系,在现代科技赋能的基础上,寻求从艺术共感到文化共情的昆曲文化魅力。

机械电子工程在人工智能方面的运用

机械电子工程即机电一体化,它包含在机械工程与自动化之中。人工智能是一门新的技术科学,简称AI,主要用来研究、挖掘、拓展人的智能的方法和技术。随着时代的进步、科学技术水平的提高,机械电子工程在人工智能方面的运用越来越广泛,本文主要探讨机械电子工程在人工智能方面的运用。

砂土液化路段处理方案浅析

本报告依托的是新疆维吾尔自治区喀什地区某高速项目第三合同段,项目局部路段存在软土地基、地震砂土液化现象以及两者共同作用的情况,在施工建设期间积累了关于处理可液化软土地基的宝贵经验。