基于重计算的深度学习加速器容错设计

2D计算阵列由于高并行性且通信简单,在深度学习加速器(deep learning accelerator,DLA)中经常负责处理卷积的大量计算,若出现硬件故障,则会导致计算错误,从而造成预测精度大幅下降。为了修复2D计算阵列中的故障,文章提出一种用于容错DLA的重计算结构(recomputing architecture,RCA),与传统的在阵列中添加冗余的即时故障修复策略不同,它具有一组基于冗余的重计算单元(recomputing unit,RCU),可以在稍后的周期中一对一地进行故障单元的重新计算。实验结果表明,与之前的容错方案相比,该文提出的方法显示出更高的故障修复能力和可扩展性,并且芯片面积占用更少。

缓解异构MPSoC电迁移效应的任务调度算法

随着集成电路制造工艺进入到纳米时代,日益严重的电路老化给多处理器片上系统(MPSo C)可靠度带来严峻挑战.针对在性能异构MPSo C中,已有的可靠度优化方法没有考虑处理器之间的可靠度差异的问题,提出一种减小处理器可靠度差异的任务调度算法.该算法结合电迁移效应下单个处理器的平均无故障时间模型分析了制约单个处理器可靠度的因素,得出性能异构MPSo C中处理器可靠度差异模型;基于此差异模型,提出一种交叉分配任务调度算法——cross,减小了处理器间可靠度差异,达到整体优化可靠度的目的.实验结果表明,与已有的均衡受压任务调度算法相比,cross任务调度算法下异构MPSo C中处理器的平均无故障时间变异系数降低了3.71%.

基于GPU的最大化1～n倍检测的测试向量选择方法

针对已有的测试向量选择方法采用串行程序实现，难以应对测试程序时间及测试数据量迅速增加的问题，提出一种基于GPU的测试向量选择方法，用于高效地从大测试向量集（n倍检测的测试向量集或随机的测试向量集）中选择出较高测试质量的测试向量．在考虑受限的测试时间／成本的条件下，采用GPU编程将测试向量选择过程并行化，以最大化1～n倍检测覆盖率为目的，将测试向量按照故障检测能力从大到小排序，从而在实际芯片测试时能够尽快淘汰故障芯片，减少测试时间．实验结果表明，与国际上考虑”倍检测的测试选择工作相比，该方法获得了21．9倍加速；与商业工具产生的同样大小的测试集相比，该方法得到的测试集具有更好的1～n倍检测覆盖率（平均提升3．2％～8．3％），同时也能获得更加陡峭的故障覆盖率曲线．

大体积现浇挡浪墙的裂缝控制

针对大体积现浇混凝土挡浪墙产生的温度裂缝问题,从混凝土水化热、外界温度和约束力等3方面分析了裂纹产生原因。从设计方面对挡浪墙进行合理的分段,对配合比进行优化,计算出产生裂缝时的温度差;从施工方面控制原材料的温度,对混凝土温度进行实时监测,将对穿螺丝孔套管改造为冷却水管。从而控制了大体积现浇混凝土的裂缝。

一种改进的M-BUS主机接口电路的设计与仿真

M-BUS(仪表总线)以远程供电及自由拓扑等特点被广泛应用于仪表或者传感器的通信中,而其带负载能力和接收处理能力是限制其应用范围的两个关键因素,为此,对现有的一种高驱动主机发送电路和传统的主机接收电路分别进行改进。发送电路通过调整电路结构,增加MOS管驱动电路和栅极保护电路,完善电路的关闭功能,从而在保持高驱动的同时,提高了电路运行的可靠性;接收电路采用差动运放对接收信号进行预处理再比较,提高了电路对变化负载的适应性和抗干扰能力。对改进后的发送电路和接收电路分别进行对比仿真,结果显示其收发性能均得到改善。

论海南科技进步的前景与对策

一、海南科技进步的战略地位党中央、国务院决定海南建省、把海南办成全国最大的经济特区后,海南经济计划部门根据中央关于海南建省的中心任务是发展生产力的指示,提出了超常规的经济发展目标,设想海南从现在建省之年起至1995年,赶上全国比较发达地区的水平,提前五年达到国家原定在本世纪末实现的“小康”标准,国民生产总值从1982年的52亿元增长到210亿元(人均3000元,折800美元),即8年翻两番。根据我国经济理论界关于经济在20年内翻二番有一番要靠科技进步的论点,如果是8年翻二番,则无论如何,科技进步对海南经济增长所承担的绝对份额和比例都是十分巨大的。众所周知,海南由于经济基础薄弱、基础设施落后。

机载氧气监控器自动化测试系统

作为调节和监控飞行员呼吸供给的机载设备,氧气监控器的质量关系着飞行员的生命安全,需要通过严格和可靠的测试来评估其功能和性能。为了提高氧气监控器的测试质量,文章提出了一种基于工控机的机载氧气监控器全自动化测试系统,能精确和高效地模拟飞机负压环境、机载制氧系统、极端供电条件及其所驱动电机的可变负载,并设计了扩展电路板完成氧气监控器航空插口信号到工控机的转换,辅以高精度的流量、气压、转速和扭矩传感器来实现氧气监控器综合性能测试。试验结果表明,相比于人工测试方法,该系统使测试速率提高到3.49倍,并使氧气监控器的准确率提高到100%。

基于客户端-服务器的容错神经网络训练架构

为了实现低功耗和实时推理,AIoT设备近年来被应用于深度学习中的多个领域.然而,一些制造工艺导致AIoT设备在推理时会出现软错误.对于具有大量计算的神经网络加速器来说,可能会导致大量的计算误差和巨大的预测精度损失,这对于像自主无人机这样精度敏感的应用来说是无法忍受的.而传统的容错技术(如三重模块化冗余)会带来相当大的功耗和性能损失.本文提出了一种客户端-服务器协同的容错神经网络训练框架.在训练中采用带有软错误的AIoT处理器作为客户端,然后服务器端通过AIoT设备的应用数据学习到计算错误.实验中选取了多个具有代表性的神经网络模型.相比于离线训练的模型,该方法训练的模型使神经网络的top5精度平均提高2.8%.

一种双向脉动数据流的全卷积神经网络加速器

全卷积神经网络近年来被应用于深度学习中的多个领域,其不仅能处理简单的图像分类任务,还能应用于例如物体检测、语义/图像分割以及基于生成式对抗网络的生成型任务.典型的全卷积神经网络中不仅包括了传统的卷积层,还有反卷积层,它们都是计算密集型的.现在大多数研究者大都关注卷积层的设计优化,而反卷积的加速优化很少.本文提出了一种双向脉动数据流的全卷积神经网络加速器,可以同时高效地处理普通卷积层以及反卷积层.实验中选取了多个具有代表性的全卷积神经网络模型,例如DCGAN,Cascaded-FCN等.相较于以往传统的未优化的加速方案,本文所设计的加速器平均可以达到2.8倍的加速比,并且能耗降低了46.3%.

基于虚拟现实的自闭症儿童乘公交训练系统

乘车是城市生活必要技能,针对自闭症儿童行为刻板不守规则等问题,采用虚拟现实技术,模拟真实乘车环境,逐步引导自闭症儿童与虚拟环境互动,习得乘车规则和关键技能,并提供泛化(虚拟)场景,提升自闭症儿童泛化能力,解决传统人工训练消耗大量人力物力且泛化效果差的问题。运用自闭症儿童教学中的关键反应训练法,并结合SVM算法优化训练流程,提供多套体感交互解决方案,实现了良好而符合自闭症儿童的人机交互体验。3名自闭症儿童的单一被试实验结果表明,他们的测试结果平均值提高了44.7%,乘车能力得到了有效的提高。

面向AIoT芯片的OCR模型压缩方案研究

基于深度学习的OCR模型通常由CNN和RNN/LSTM构成,模型计算量大、权重参数多,导致在边缘设备上推理需要大量的计算资源才有可能达到性能要求.CPU和GPU这样的通用处理器无法同时满足处理速度和功耗要求,并且成本非常高.随着深度学习的普及,神经处理单元NPU在许多嵌入式和边缘设备中变得普遍,它具有高吞吐量的计算能力来处理神经网络所涉及的矩阵运算.以基于CRNN的OCR模型为例,面向AIoT芯片给出一个解决方案,通过剪枝和量化两种压缩算法降低网络参数冗余度,减少计算开销但仍能得到一个准确性和鲁棒性高的压缩模型,使得模型能够部署在NPU上.实验结果表明:对剪枝微调后的模型进行参数量化,稀疏度为78%量化后的模型精度降低不超过3%,模型大小从15.87 MB压缩为3.13 MB,将压缩后的模型部署到NPU端,与在CPU和GPU上的实现相比,NPU在延迟上分别实现了28.87倍和6.1倍的加速.

桥梁预制节段箱梁受力问题及拼装施工

城市交通压力日益加大,桥梁成为解决地面交通压力的重要途径。预制节段单室箱梁为基础结构,按照标准拼装成跨,再依次展开预应力张拉相关作业,构成整垮箱梁、整联连续桥梁,可规避传统方式下箱梁横向纵向受力的问题,推动桥梁建设事业的发展。文章以桥梁预制节段箱梁施工为背景,分析纵向受力问题,探讨拼装施工技术,为类似工程提供参考。

用Illumina MiSeq高通量测序方法探讨四环素对厌氧消化系统微生物群落结构的影响

采用室内模拟实验,在具有3个格室的ABR中进行连续流实验,分别在有无四环素的条件下运行,定期采集反应器内各格室产生的气体和活性污泥样本,分析氢气甲烷产量的变化,并用Illumina Mi Seq高通量测序方法对活性污泥中微生物的组成情况进行基因分析,探讨四环素对污水厌氧消化系统微生物群落结构造成的影响。结果表明:四环素的添加能使氢气产量增加,四环素对产甲烷的抑制作用随着时间的推移增大;Illumina Mi Seq测序获得反应器内的序列为16个属,其中,密螺旋体属(Treponema)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、互营杆菌属(Syntrophobacter)、W22对四环素具有一定耐药性,反应器内部分微生物在四环素长期污染下耐药性发生改变;添加四环素前后系统中物种组成具有较大差异,随着运行时间的推移,格室间物种相似性增大。

考虑NBTI空穴俘获释放机制的组合逻辑门延迟预测

随着集成电路工艺尺寸下降到纳米级,负偏置温度不稳定性(NBTI)成为影响电路可靠性的首要老化效应.精确的老化预测模型是节省防护开销的重要前提.针对已有反应扩散机制下阈值电压变化预测模型存在的预测偏差问题,本文分析了NBTI空穴俘获释放机制下阈值电压变化模型,提出了新的组合逻辑门传输延迟预测模型(TDDP),达到了更精确预测数字电路老化的目的,为老化防护提供了更优的参考模型.实验结果表明,针对设置时序余量的老化防护方法,在保证10年等值生命周期可靠性的前提下,参考TDDP模型比参考已有的RD延迟模型减少平均17.8%的时序余量开销.

华峰氨纶成立环保志愿者队伍

6月24日,浙江华锋氨纶股份有限公司开展了以"保护环境,从我做起"为主题的环保开放日活动。作为本次活动的重头戏,华峰氨纶环保志愿者中队成立仪式在环保开放日活动现场举行,此举创浙江温州瑞安市企业之先。