SpMV计算的ARM和FPGA异构加速器设计

针对稀疏矩阵向量乘(Sparse Matrix-Vector Multiplication,SpMV)在边缘端实施效率不高的问题,以稀疏矩阵的存储格式、SpMV的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)加速为研究对象,提出了一种多端口改进的行压缩存储格式(Modified Compressed Sparse Row Format,MCSR)与ARM+FPGA架构任务级数据级硬件优化相结合的加速方法。使用多个端口并行存取数据来提高计算并行度;使用数据流、循环流水实现循环间、循环内的并行加速;使用数组分割、流传输实现数据的细粒度并行缓存与计算;使用ARM+FPGA架构,ARM完成对系统的控制,将计算卸载到FPGA并行加速。实验结果表明,并行加速优化后的ARM+FPGA方案相较于单ARM方案最高可达10倍的加速效果,而且增加的资源消耗在可接受范围内,矩阵规模越大非零值越多加速效果越明显。研究成果在边缘端实施SpMV计算方面有一定实用价值。

酿酒酵母耐受机制研究进展

酿酒酵母在工业生产中被广泛应用,却会受到多种应激源和抑制物的限制,因此,探究酿酒酵母应对环境中各种不利因素的耐受机制,进而利用遗传改造技术等多种育种手段提高其耐受能力,对于提高酿酒酵母在工业生产中的鲁棒性和发酵能力至关重要。本文综述了酿酒酵母对渗透压、乙醇、高温、有机酸、活性氧、二氧化硫等的耐受机制,分析了酿酒酵母中与环境胁迫有关的耐受基因,并总结了耐受机制的研究方向,未来可通过系统生物学和基因工程技术深入研究菌种适应环境的分子机制和功能网络,为提高酿酒酵母在工业生产中的抗逆性和发酵能力提供理论和实践指导。

基于FPGA的九点插值自适应图像缩放算法设计

为了能够在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件平台上实现速度快、质量高的图像缩放,提出一种九点插值自适应缩放算法。首先提出九点插值基本算法以减少逻辑资源用量,达到的图像缩放效果明显优于最近邻域插值算法,但略差于双线性插值算法,且图像边缘不够清晰。为了优化九点插值基本算法对图像边缘的缩放效果,提出了九点插值与最近邻域插值算法相结合的自适应缩放算法,通过MATLAB和FPGA对以上算法分别进行软件、硬件的对比分析和实验验证。实验结果表明,自适应九点插值算法比最近邻域、双线性插值图像缩放算法的峰值信噪比提高0.3~2.5 dB,并且硬件资源消耗量比双线性插值减少了约20%。该算法减轻了传统算法的图像边缘模糊与图像严重失真问题,且占用FPGA资源少,有更高的应用价值。

分散固相萃取/高效液相色谱-串联质谱法同时测定中药和保健食品中7种胰岛素分泌促进剂

建立了测定中药和保健食品中7种非法添加胰岛素分泌促进剂(甲苯磺丁脲、妥拉磺脲、格列吡嗪、格列齐特、格列本脲、格列美脲、格列喹酮)的高效液相色谱-串联质谱分析方法。不同样品经含有0.1%甲酸的甲醇混合液提取后,采用C18吸附剂分散固相萃取后冷冻离心,得到样品溶液,以CAPCELL PAK C18 MGⅢ柱(100 mm×2.0 mm,5!m)分离,采用HPLC-MS/MS电喷雾电离(ESI),多反应监测(MRM)模式检测,以保留时间和子离子比定性,外标法定量。7种胰岛素分泌促进剂的检出限为0.1～0.3 mg/kg,定量限为0.3～0.9 mg/kg;在低、中、高的3个添加水平范围内的平均回收率为82.4%～105.3%;日内精密度均小于12%,日间精密度均小于15%。本方法分析速度快,灵敏度高,重现性好,可用于不同中药和保健食品中非法添加胰岛素分泌促进剂的检测。

液相色谱-电喷雾串联质谱法同时测定蜂胶保健品中的活性成分和降糖西药

采用超高效液相色谱-电喷雾串联四极杆质谱仪(UPLC-ESI-MS/MS)同时测定蜂胶保健品中14种活性成分和9种违禁降糖西药。蜂胶保健品样品用甲醇稀释,超声波提取,样品溶液经高速离心后过滤。使用ACQUITY UPLC C18反相柱(50 mm×2.1 mm,1.7μm);流动相为0.3%甲酸溶液和乙腈,在梯度条件下分析,目标分析物在多反应监测(MRM)模式下以保留时间和离子对(母离子和两个碎片离子)信息比较进行定性和定量分析。本方法的活性成分检出限(LOD)为0.7～42.0 mg/kg;定量限(LOQ)为2.2～140 mg/kg;活性成分的加标回收率为77.8%～113.6%;违禁降糖西药的LOD为0.1～0.9 mg/kg,LOQ为0.3～2.5 mg/kg;违禁降糖西药的平均回收率为79.3%～108.5%。本方法简便、有效、灵敏,为评价蜂胶保健品质量提供了新的检测方法。

超临界CO_2萃取技术在天然食品添加剂领域的应用

阐述超临界二氧化碳萃取技术的分离原理和其在天然植物有效成分提取中应用的优越性,综述了超临界流体萃取技术在我国天然食品添加剂领域的研究情况。最后,指出了该技术存在的主要问题及其应用前景。

侧方淋巴结清扫在国内低位直肠癌治疗中应用的Meta分析

目的:评价侧方淋巴结清扫在国内低位直肠癌治疗中应用价值.方法:运用M e t a分析的方法对我国2005-01/2015-09公开发表的有关侧方淋巴结清扫在低位直肠癌中应用的11篇文献资料进行综合分析.结果:侧方清扫组手术时间明显长于未清扫组,合并加权均数差(weighted mean d i ff e r e n c e,W M D)为47.79 m i n,且差异有统计学意义(P<0.00001).侧方清扫组手术失血量高于未清扫组,合并加权均数差为27.84 m L,且差异有统计学意义(P<0.0001).侧方淋巴结清扫组5年生存率高于未清扫组(59.8%vs 51.3%),差异具有统计学意义P<0.05(P=0.02).侧方淋巴结清扫组三年生存率明显高于未清扫组(81.6%vs63.5%),差异具有统计学意义(P<0.00001).侧方淋巴结清扫组的局部复发率明显低于未清扫组(8.4%vs 16.9%),差异具有统计学意义(P=0.0003).Ⅰ期及ⅡA期行侧方淋巴结清扫对于局部复发的影响差异无统计学意义(PⅠ期=0.96,PⅡA期=0.05).Ⅲ期低位直肠癌侧方淋巴结清扫组局部复发率明显低于未清扫组(14.5%vs 22.1%),P<0.05(P=0.01)差异具有统计学意义.结论:我国低位直肠癌患者行侧方淋巴结清扫能有效的延长患者的5年生存率及3年生存率,降低局部复发率(尤其是Ⅲ期低位直肠癌),改善患者预后,但会增加手术时间及术中出血量.

发酵工厂设计课程教学改革探讨与实践

针对目前发酵工厂设计课程教学中存在的问题,提出该课程教学方法和教学内容两方面的改革方案,使课程内容更加合理。充分调动学生的积极性和主动性,培养学生的工程素质,为生物工程行业培养出高素质的发酵专业人才。

太空单粒子效应光纤陀螺输出地面模拟分析

为了研究在地面环境下模拟分析空间用光纤陀螺输出特性,对光纤陀螺静态高速输出连续相同数据的特性展开了研究。通过对光纤陀螺系统建模,研究了前向增益与两种陀螺输出滤波器的特性。提出了一种计算光纤陀螺静态条件下输出连续相同数据概率的方法。通过理论计算、仿真、实验相结合的研究方法,相互验证了其正确性,发现陀螺输出连续五次相同的概率的量级为10-11,发生的概率极小,为空间应用光纤陀螺系统时钟故障诊断提供了参考。通过研究发现陀螺前向增益越小,越容易导致陀螺输出连续相同的数据;陀螺滤波器对陀螺输出连续相同数据的固有特性有重要的影响;平滑滤波器较FIR滤波器更容易导致输出连续相同的数据。

SRAM型FPGA单粒子翻转故障定位注入研究

针对SRAM型FPGA用户设计电路可靠性评测问题,提出了一种基于FPGA配置资源位置的模拟FPGA单粒子翻转故障的定位注入方法。分别从SRAM型FPGA中的配置逻辑资源与用户逻辑资源两个方面对此方法进行了详细介绍,并且通过对LUT与BRAM两种资源的故障注入试验说明了此方法的有效性。对故障注入方法、故障注入系统、故障注入试验进行了介绍,说明了故障定位注入方法能够对用户设计电路中用到的关键资源进行测试,资源覆盖率高、耗时短,为针对大量配置逻辑资源进行故障定位注入,实施反复测试提供了时效前提,具有很强的实用性。

融合《EDA》的《数字电子技术》翻转课堂教学

数字电子技术课程是电气类、信息类等专业的专业基础课程。针对传统数字电子技术课程教学中存在忽视学生能力培养、实验结果安排不合理、现代教学手段不足等问题,通过在教学过程中融合EDA课程内容,为学生提供了实践创新平台,采用翻转课堂的教学形式,优化了教学内容的在教学过程中的分布方式,达到了提高学生学习积极性、提升实验效率、丰富实验内容、提高学生创新与工程能力的目的,从而提升了教学质量,能够进一步促进我国高等教育的教学改革。

加速溶剂萃取-高效液相色谱-串联质谱法同时测定减肥保健食品中11种食欲抑制剂

建立了测定减肥保健食品中11种非法添加食欲抑制剂(芬氟拉明、苯丙醇胺、西布曲明、舍曲林、利莫那班、安非他酮、西酞普兰、氟西汀、苯氟雷司、托吡酯、唑尼沙胺)的高效液相色谱-串联质谱分析方法。不同类型的减肥保健食品经加速溶剂萃取后,以Waters AtlantisT3柱(150mm×2.1mm,3μm)分离,采用HPLC-MS/MS电喷雾电离,多反应监测模式检测,以保留时间和子离子比定性,外标法定量。11种食欲抑制剂的检出限为0.05～4.0mg/kg;在低、中、高3个添加水平范围内的平均回收率为78.3%～103.6%;日内精密度均小于12%,日间精密度均小于15%。本方法分析速度快、灵敏度高、重现性好,可用于不同减肥保健食品中非法添加食欲抑制剂的检测。

SRAM型FPGA单粒子效应试验研究

针对军品级SRAM型FPGA的单粒子效应特性,文中采用重离子加速设备,对Xilinx公司Virtex-II系列可重复编程FPGA中一百万门的XQ2V1000进行辐射试验。试验中,被测FPGA单粒子翻转采用了静态与动态两种测试方式。并且通过单粒子功能中断的测试,研究了基于重配置的单粒子效应减缓方法。试验发现被测FPGA对单粒子翻转与功能中断都较为敏感,但是在注入粒子LET值达到42MeV.cm2/mg时仍然对单粒子锁定免疫。本文对翻转敏感度、测试方法与减缓技术进行了讨论,试验结果说明SRAM型FPGA对单粒子效应比较敏感,利用重配置技术的减缓方法能够有效降低敏感度,实现空间应用。

SRAM型FPGA单粒子翻转测试及加固技术研究

SRAM型FPGA空间应用日益增多,只有针对其特点设计相应的单粒子试验的测试程序才能系统、准确地获取该类芯片的单粒子翻转特性,为抗辐射加固设计提供依据。阐述了单粒子翻转的静态和动态的测试方法。静态测试包括硬件设计和配置位回读程序的设计;动态测试主要针对CLB(配置逻辑单元)和BRAM(块存储器)两部分进行了相应的软件测试程序设计;并结合工程给出了解决单粒子翻转的主要加固方法。此试验得到了该类芯片的单粒子翻转截面,对在地面上进行FPGA的可靠性评估具有重要意义。

真语文:教什么,怎么教——浅谈小学作文教学

随着新课标体系构建的不断完善,以新时代发展背景下的核心素养作为实现小学作文教学过程中的引导目标,成为现阶段小学语文作文教育过程中的重要内容。针对这一问题,本文拟着眼于基于核心素养导向下的小学语文作文教育方法进行探究,希望能够创新原有的小学语文教学模式,综合性提升学生的语文素养,为后续的小学语文作文教育发展打下基础。

老年患者静脉快通道麻醉进展

我国社会老龄化越来越重,通常认为65岁以上为老年患者,其需手术治疗比例随之增大。如何减少手术所带来的应激性创伤,使其安全顺利地度过围手术期,成为麻醉医生关注的焦点问题之一。静脉快通道麻醉是快通道外科的一个组成部分,在心脏手术[1]、肝脏移植[2]手术等多个方面都有所应用。其全凭静脉麻醉的特点抑制了患者应激等病理生理程度,其快通道麻醉特点又从麻醉角度探索出一套快速、安全、程序化的流程,成为近来研究的热点。

金莲花属药用植物的研究与应用

本文就金莲花的化学成分、提取分离方法、药理作用、临床应用与制剂进行了详细阐述,旨在为金莲花的进一步研究、开发、应用提供参考。

重离子诱变枯草芽孢杆菌高产复合酶菌种的筛选

重离子诱变作为一种新型高效的辐照诱变方式,具有突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)因具有多种水解酶活力而广泛应用于工业生产,虽然经过多次诱变和改造,其酶活力不断提高,但其复合酶活力仍有提升空间。同时,多次同种诱变剂的使用容易导致菌种产生"抗性",酶活力提高不大。为此,本研究首次利用不同剂量^(12)C^(6+)重离子束对枯草芽孢杆菌20076进行辐照诱变。诱变后通过透明圈初筛和酶活力验证复筛方式选育出一株复合酶活力较高的菌株B. subtilis KC-1。与原始菌株相比,其发酵液滤纸酶活力、内切葡聚糖酶活力、β-葡萄糖苷酶活力、外切葡聚糖酶活力、蛋白酶活力和α-淀粉酶活力分别提高了20. 2%、79. 6%、98. 2%、7. 4%、10. 4%和27. 4%。11代遗传稳定性实验结果表明该突变株具有良好的稳定性。

微生物发酵饲料的研究进展与前景展望

微生物发酵饲料是利用微生物的新陈代谢和繁殖,生产或调制出具有绿色、安全以及高效等诸多优点的饲料。其在促进动物生长、替代抗生素、废弃物再生资源化和减少人畜争粮等方面具有良好的发展前景。文章从概念剖析、发展背景、生产工艺与优化、国内外研究与应用现状等方面对微生物发酵饲料作以综述。并总结了其作用机理和在发展中存在的问题,同时分析了其未来发展的趋势和前景,旨在进一步拓展微生物发酵饲料在动物生产中的研究与应用。

SRAM型FPGA抗多位翻转布线算法

电路元器件尺寸的小型化使得现场可编门阵列(field programmable gate array,FPGA)的配置存储器更易出现单粒子效应而造成多位翻转错误。在空间电子系统中经常使用三模冗余(TMR)技术来对单粒子翻转进行防护,但是对于MCUs(单粒子撞击造成的多位翻转)TMR无法防护。该文提出一种提高TMR电路可靠性的布线算法,用于对抗MCUs。算法考虑到FPGA配置存储单元的设计信息,同时也考虑了用于记录逻辑资源位置和连接资源位置的逻辑簇信息。通过实验对MCU进行静态分析,将提出的算法用于标准电路的加固测试证明算法的可靠性和有效性。