马铃薯ARM基因家族的全基因组鉴定及表达分析

ARM蛋白重复序列(Armadillo repeats)广泛存在于高等植物中,它们参与多种细胞过程,如信号转导、核转运以及对多种生物/非生物胁迫的响应。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下鉴定出了54个马铃薯ARM基因家族成员(StARMs),它们不均匀的分布在12条染色体上。根据其蛋白结构和系统发育特征,将54个StARMs分为3个亚家族。片段重复事件在马铃薯ARM基因家族的扩展中起主要作用。共线性分析发现,StARMs与番茄(Solanum lycopersicum)、拟南芥(Arabidopsis)、甘蓝(Brassica oleracea)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)分别有51对、17对、25对、6对和10对直系同源基因,这些基因均在纯化选择下进化。RNA-seq数据分析发现,4个StARM基因在匍匐茎中特异表达,2个StARM基因在根和心皮中特异表达,1个StARM基因在块茎中特异表,还有一些StARM基因参与了马铃薯对生物/非生物胁迫的响应。此外,本研究对3个不同颜色马铃薯块茎组织(薯皮和薯肉)进行了RNA-seq测序,分析了54个StARMs在不同颜色马铃薯块茎组织中的表达模式,并利用qPCR分析了StARMs在3个不同颜色块茎杂交子代薯肉中的相对表达量,筛选出了4个可能参与马铃薯块茎花色素苷生物合成的候选基因。本研究为进一步了解StARM基因家族的特征,深入分析StARM基因在马铃薯抵御生物/非生物胁迫和调控块茎花色素苷生物合成中的功能提供了理论依据。

基于ARM架构的边缘计算服务器关键平台研究

针对现有边缘计算基础网关服务器既不具备安全、稳定、可靠与通用性强等特点,又无法支持边缘计算场景的计算任务等问题,文中首次在基于ARM架构的鲲鹏920芯片的长虹天宫边缘计算服务器TG225B1上,设计并实现了适用于边缘计算场景的iBMC软硬件架构。该架构采用ARM国产化硬件底座,支持边缘网关硬件管理,实现工控多协议的自适应交互框架。对符合性、功能、性能、易用性、维护性、可靠性、兼容性等指标进行测试,表明iBMC架构能较好满足边缘计算服务器的需求。

基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。

基于ARM处理器的温室大棚智能监控系统设计

为了实现温室大棚的智能监测与控制,设计基于ARM处理器的温室大棚智能监控系统。系统分为三个部分:数据采集及设备控制终端、智能网关终端、Android手机客户端,数据采集及设备控制终端以ARM微处理为核心,通过传感器、算法、Wi-Fi等技术,实现温室大棚数据采集、数据处理、数据传输及执行设备的智能控制,智能网关终端实现多个温室大棚数据从内网发送至公网,Android手机客户端实现数据的接收与发送。经测试验证,系统能够实现温室大棚的智能监控。

高原地区四点源诱偏系统抗ARM防护性能仿真分析

针对传统反辐射导弹(ARM)攻击仿真模型难以评价高原复杂地形下雷达诱饵的防护效能问题,对传统雷达诱饵诱偏模型进行了改进.首先建立了ARM攻击有源诱偏系统的运动模型,分析了有源诱偏系统对ARM的影响;然后在此基础上,模拟仿真了高原条件下最佳四点源诱偏系统分布模型的抗毁效能.仿真结果表明,通过增大各辐射源高度差可以有效弥补因间距缩短导致的防护概率下降的问题;利用前三角形布站形式,当各辐射源部署间距为100m和高度差为60m时,雷达的防护概率可以达到99.1%,基本满足雷达有源诱偏系统对雷达的防护要求.

基于ARM的电阻炉炉温控制系统设计

在科学技术突飞猛进发展的背景下,现代工业生产中的电压、电流、开关量等都是重要的被控参数,在冶金制造业中,温度是器件生产过程中非常重要的物理参数,需要对各种加热炉的温度进行严格控制,对其温度变化进行实时监测,确保炉内温度满足制造器件的需求。电阻炉在金属热处理中具有较为广泛的应用,是进行金属锻压加热、烧结的重要工业设备。电阻炉温度控制多采用自动化控制系统,实现智能化管理,保证炉温的均匀度以及零件温度的均匀性,提高生产的可靠性和稳定性。从电阻炉温度控制的难点入手分析,结合电阻炉温度控制系统的设计原则,提出一种基于ARM处理器的电阻炉炉温控制系统设计方案,能够提高电阻炉温度控制的精度,保证工业生产的稳定性。

基于国产ARM架构CPU的导航卫星精密定轨解算效率优化方法

以国产飞腾CPU为例,讨论在国产ARM架构CPU基础上的导航卫星精密定轨解算效率优化方法。基于导航卫星精密定轨解算流程中钟差约化和法方程求逆耗时较多,分别利用多线程和OpenBlas对上述2个过程进行优化。结果表明,优化后解算效率大幅提升。钟差约化方面,采用100个测站32颗导航卫星进行解算时,原始单历元平均耗时1.105 s,优化后为0.188 s;法方程求逆方面,原始求逆平均耗时2 264 s,优化后仅需78 s。

基于FPGA+ARM的异构列车数据交互系统

本文设计并实现了基于FPGA的主机与ARM端的数据通信接口。其中,FPGA实现了与主机交互的PCIe接口功能以及与ARM交互的FMC接口功能。本文完成了PCIe接口和FMC接口传输性能测试,同时也进行了主机与ARM的数据回环测试。测试结果表明,本文设计满足了整体的系统设计指标要求,其中PCIe1.0接口速率可达820 MB/s。

基于ARM+FPGA的图像采集与存储系统设计

针对传统图像在采集传输速度慢,图像处理功耗高的问题,文中提出一种基于ARM+FPGA的图像采集与存储系统,将采集的图像数据输入到FPGA中,利用FPGA并行数据处理方式,提高其传输速度,再利用AXI总线与ARM进行数据间的高速交互,ARM对数据进行处理,FPGA进行加速。对数据的采集与处理分布进行,有效提升转换速率,降低系统功耗,最后将图像存储到SD卡中,验证了ARM+FPGA平台在图像采集、处理与存储的有效性和准确性。

基于嵌入式ARM的微流控PCR检测系统设计

为了实现微流控设备功能的集成化、提高交互系统的可操作性,提出一种基于嵌入式ARM的微流控聚合酶链式反应(PCR)控制系统及上位机软件的设计方案。系统硬件采用多个嵌入式ARM控制器与功能模块相互协调,制定可扩展的通信机制和协议,实现微流控PCR检测过程中的流路运动、温度控制、荧光信号采集等功能的集成控制。采用Qt结合SQLite数据库设计了上位机软件,利用多线程和节点映射,实现对硬件模块的协调控制以及检测信息存储。实验表明:该系统运行稳定,人机交互效果好,可操作性高,满足微流控PCR的集成功能需求。

LHAASO模拟作业从X86到ARM计算集群的移植

【目的】随着高能物理实验的推进与先进探测器的研发,产生的科学大数据显著增加,通过对这些数据的分析和模拟,可以发现宇宙运行规律并进一步探索宇宙的起源。【应用背景】科学数据的爆炸式增长对计算资源的规模和性能提出了更多的需求。例如,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)自2020年实验开始运行以来,其宇宙线事例模拟作业一直在Intel X86集群上运行,但由于CPU资源有限,仅生产了第一阶段计划数据的一部分。【方法】基于对计算资源的需求和国际局势的变化,利用中国广东省东莞市的ARM架构计算集群,探索了异构计算服务设备在高能物理领域的应用。【结果】本文构建了一个完整的支持高能物理离线数据处理的应用程序生态环境。将基于平方公里阵列(KM2A)、水切伦科夫探测器阵列(WCDA)和广角切伦科夫望远镜阵列(WFCTA)实验的离线软件移植到ARM机器上运行,制定跨异地站点和异构计算集群的数据传输和作业调度策略,并评估了模拟作业在Intel X86和ARM集群中的性能和功耗差异。【结论】该环境中,移植的LHAASO模拟作业在ARM计算集群可以正确运行;虽然基于Intel X86架构的CPU单核性能优于ARM CPU,但是对于多核架构的整个服务器来说,ARM服务器性能更好。

基于ARM的X射线管用130 kV高压直流电源设计

介绍了基于ARM架构的单片机控制的X射线管用高压直流电源的设计。该电源采用24 V直流输入,输出电压130 kV,最大设计升压增益为5417倍。电源使用多拓扑混合的三级升压电路,通过反激电路、LLC谐振和倍压整流电路等级联组合实现高电压增益,并实现电源的高频率高效率优化。系统使用STM32F407系列处理器作为主控芯片,通过增量式PID算法实现电源输出的稳定调节。该电源具有体积小、效率高等优点,可广泛应用于医疗诊断、工业无损检测和材料分析等X射线成像领域。

基于ARM嵌入式平台的车道线检测算法

针对现有车道线检测算法在实际应用中难以平衡检测精度和速度的问题,提出一种全新的基于ARM嵌入式平台的车道线检测算法。首先,设计一个轻量化语义分割网络,在优化SegNet结构的同时在网络第一层加入跳跃连接,并且在每两个卷积层后加入通道注意力机制模块,在保证检测精度的同时提升检测速度。接着,构建卡尔曼滤波车道线跟踪模型,提高检测在视频流中的鲁棒性。然后,重构编码器,对模型轻量化处理,使用深度可分离卷积代替传统的卷积以减少计算成本,提升检测速度。最后,利用TensorRT加速推理,生成Trt模型,方便其部署在ARM嵌入式平台中实现实时车道线检测。在自行制作的Tusimeple扩充数据集上的实验结果表明,所提出的算法能够应对各种复杂交通场景,检测精度达到98.03%,优于其他算法,并且其检测速度达到了50 FSP,满足实时性检测要求。本算法在复杂交通场景下具有较高的鲁棒性和有较好的实时性,具有一定的理论价值和实际应用价值。

基于ARM的婴幼儿催眠成长智能机器人设计

装置介绍了一种基于ARM的多种智能控制机械臂达到促进婴幼儿睡眠、心理健康成长和缓解母亲压力的效果,其结构由报警单元、烘干装置、机械臂仿真装置、摄像单元、温湿度及压力采集单元、光电传感器、婴儿床等组成。该装置由手机APP手动或自动的对六个舵机全方位的精准控制,使机械臂可以多姿态的运转并呈现仿真人手臂摇摆姿势的循环,机械臂外壳采用热感的慢回弹材料,高度仿真人手臂,为婴儿提供柔和真实的支撑。设计新颖、安全且性能强。

基于ARM+FPGA实现多种类型接口数据传输的设计方法

【目的】天线实时角度测量设备与天线的控制单元、环形器、信号处理、模拟器等多个外部设备之间存在多种类型的数据传输接口,为满足这些接口在互不干扰的情况下,并行完成高速、准确、无延时的数据传输。【方法】硬件电路采用ARM+FPGA架构,以总线方式将ARM与FPGA通过地址线、数据线、读/写允许、片选、中断信号等管脚接口逻辑连接。由ARM处理器实现主控制程序,通过Keil软件开发,C语言设计。FPGA使用QuartusⅡ开发环境,VHDL语言设计,采用状态机和FIFO技术实现时序、数据、信号输出的设计。【结果】该方法不仅满足了多种类型数据接口并行传输的高速率、实时性要求,而且具有可扩展性。【结论】该方法已经在测控产品中应用,效果显著。

基于ARM处理的提升机变频调速系统在坡底煤业的应用

针对坡底煤业提升机系统故障率高、后期维护不便等现状,设计了基于ARM (Advanced RISC Machine,精简指令微处理器)处理的提升机变频调速系统,并对现场调速控制、工况状态监测及反馈等功能进行了现场试验。试验结果表明:输出电压、电流波形曲线比较光滑、平稳,说明电压电流对于速度的变化做出了较好的响应,驱动电机能够正常工作,具有优良的调速性能,能够满足矿井提升要求。

基于ARM的非接触测温仪的研发

传统的体温检测设备如体温计和红外测温枪均为近距离接触式体温监测计,使用复杂、工作量大、准确性低,极大地威胁着检测人员的身体健康。结合黑体辐射理论和智能识别技术,以ARM处理器为基础,研发一套以检测人体红外辐射量为核心的远程自动非接触体温检测仪。其与传统的体温检测方法相比,检测效率高、准确度高、成本和能耗低,实践证明具有一定的社会经济效益和使用价值。

基于ARM的分布式电源接入容量均衡控制系统

以控制分布式电源接入容量以及容量均衡为目的,设计一种基于ARM的分布式电源接入容量均衡控制系统。系统由上位机显示模块、ARM控制模块、下位机检测模块、均衡控制模块、保护报警模块等组成,采用以ARM Cortex-M3内核为核心的EXP-LM3S811 ARM微控制器,以实现分布式电源数据采集、自动保护、温度与下位机容量的均衡控制。构建最优接入容量计算模型,利用萤火虫算法对该模型进行求解,根据最优接入容量计算结果,利用均衡控制模块动态均衡控制分布式电源接入容量。应用结果显示,该系统信息传输误差和最优接入容量计算误差分别低于5μrad和0.5%,说明该系统可显著提升分布式电源接入容量均衡性,具有较强的实际应用价值。

基于ARM嵌入式实验平台的电子工艺实习改革

针对传统电子工艺实习存在教学内容缺乏创新性、与创新环节无法对接等问题,结合沈阳航空航天大学工程训练中心(创新创业学院)实践育人模式和授课学生特点,引入ARM嵌入式实验平台,对电子工艺实习开展“课赛结合”教学模式改革。在实习过程中,学生利用嵌入式实验平台提供的控制器、传感器、驱动器等,借助中心加工制造平台,组建团队完成项目式实践教学任务。开放俱乐部创新室,供学生进一步优化项目,进入“课赛结合”第二课堂。实践表明,该教学内容的引入有利于学生创新能力和工程实践素养的提升,助力新工科人才培养。

基于AM335X的ARM主板设计

针对目前较为广泛使用的小型化嵌入式系统,提出了一款基于AM335X处理器的ARM主板的设计方案,并完成了软硬件设计。主板硬件部分以ARM处理器为核心,扩展出串口、网口、USB接口、LCD及触摸屏接口等功能供用户使用,软件部分以WinCE 7.0为操作系统,开发与需求相关的应用程序,并为硬件的各个功能提供了驱动。实际应用结果表明:主板的功能强大,系统稳定可靠,操作简便,并且成本低、功耗低,能够满足小型化嵌入式设备的应用。