一种基于三角数分解的可配置2-D卷积器优化方法

多尺寸2-D卷积通过特征提取在检测、分类等计算机视觉任务中发挥着重要作用。然而,目前缺少一种高效的可配置2-D卷积器设计方法,这限制了卷积神经网络(CNN)模型在边缘端的部署和应用。该文基于乘法管理以及奇平方数的三角数分解方法,提出一种高性能、高适应性的卷积核尺寸可配置的2-D卷积器。所提2-D卷积器包含一定数量的处理单元(PE)以及相应的控制单元,前者负责运算任务,后者负责管理乘法运算的组合,二者结合以实现不同尺寸的卷积。具体地,首先根据应用场景确定一个奇数列表,列表中为2-D卷积器所支持的尺寸,并利用三角数分解得到对应的三角数列表;其次,根据三角数列表和计算需求,确定PE的总数量;最后,基于以小凑大的方法,确定PE的互连方式,完成电路设计。该可配置2-D卷积器通过Verilog硬件描述语言(HDL)设计实现,由Vivado 2 022.2在XCZU7EG板卡上进行仿真和分析。实验结果表明,相比同类方法,该文所提可配置2-D卷积器,乘法资源利用率得到显著提升,由20%~50%提升至89%,并以514个逻辑单元实现1 500 MB/s的吞吐率,具有广泛的适用性。

无透镜微流控成像流动细胞检测与计数系统

在未来面向个人化的生物医疗诊断中,实时的细胞检测与计数具有重要需求。现有的细胞检测和计数系统例如流式细胞仪和血细胞计数器不适用于小型化流动细胞实时检测和计数。通过将CMOS图像传感器芯片和微流控芯片结合,提出了一种用于流动细胞检测和计数的无透镜微流控成像系统,与用于计数静态细胞的其它无透镜微流控成像系统不同,该系统可以通过基于时域差分的运动检测算法检测和计数微流体通道中连续流动的细胞样本。测试结果表明:该系统可以对微流控通道中流动的人体骨髓基质细胞实现自动检测和计数,并具有-6.53%的低统计错误率。该系统提供了面向未来即时应用的细胞检测和计数解决方案。

智能硬件发展的若干关键技术

智能硬件一般是指基于平台性的底层软硬件构建的具备智能感知、智能信息处理、数据连接以及人机交互能力的新型智能终端与系统。阐述了智能硬件的内涵和构架,针对芯片技术、传感器技术、软硬件协同平台和安全技术等若干智能硬件发展的关键技术,分析了其面临的挑战和机遇,希冀促进国内智能硬件相关的研究发展。

小型化无透镜微流控片上生物成像检测

用于生物医疗成像的传统高分辨率光学显微镜由于复杂的光学透镜系统导致高成本、不便携。为了实现小型化成像检测,基于CMOS图像传感芯片与微流控集成的无透镜微流控片上成像系统近年来发展迅速,是解决小型化显微成像检测的重要方法。综述了无透镜微流控片上成像系统的结构、成像原理、存在的问题与改进的方法,主要包括阴影成像系统、全息成像系统、荧光成像系统以及彩色成像系统等,分析了无透镜微流控片上成像系统的不足和可能的发展方向。