X-Debugger:基于FPGA的扫描调试器设计及实现

针对芯片硅后调试面临内部信号可观测性差、可控制性弱、内部状态不易恢复重建等问题,本文设计和实现了一款基于现场可编程门阵列(FPGA)的快速扫描调试器XDebugger。该调试器复用传统可测试设计(DFT)扫描链路逻辑,在芯片的设计阶段插入基于功能模块前导码的扫描控制电路,实现了芯片内部各数字逻辑模块信号100%可见;通过基于FPGA的扫描调试器X-Debugger可以快速完成芯片内部寄存器状态获取和修改,并结合硬件加速器可以完成芯片内部逻辑状态的快速重建,从而形成硅后调试闭环。在某处理器芯片硅后调试实践中的结果表明,对于小于100万触发器的功能模块可以在1 s内完成内部状态获取、修改和重建,全芯片通过X-Debugger内部信号获取和重建小于1 min,极大提高了该处理器芯片的硅后调试效率。

科学仪器自搭建实验的课程思政设计——以教学质谱仪的搭建、调试及应用为例

培养能够开展科学仪器原理创新、设计制造、应用开发的高端人才已成为建设人才强国、科技强国的必然要求。本案例在本科实验中引入我国科学家自主研制的教学质谱仪,采用学生亲自动手拆装、调试及应用的方式,深化学生对质谱仪工作原理、构造和相关分析方法的认识,破除对“高端仪器”的神秘感和畏难情绪,激发学生研制科学仪器的兴趣,培养敢于挑战自我、勇于自主创新的意志品质,坚定科技报国、服务国家的家国情怀。

数字孪生驱动的巷道自动成形截割虚拟调试方法研究

针对目前巷道自动成形截割控制调试周期长、调试成本大、安全风险大、成形质量难以评价等问题,提出了一种数字孪生驱动的巷道自动成形截割虚拟调试方法。采用基于即时外观建图(RTAP−MAP)技术重建巷道三维环境,构建掘进机控制系统模型,形成虚拟调试环境,并利用虚拟传感器技术实现物理空间到虚拟环境状态的精准映射。针对难以量化评估断面成形质量的问题,确立了巷道自动成形截割性能评价方法,以断面成形截割控制过程在数据传输中心的记录为基础,主要对断面成形精度、截割效率与油缸开关次数、硬岩切割调整、超挖欠挖4个评价指标进行计算,从而为深度学习算法的迭代优化提供精准反馈信号,并提出了一种融合强化学习的自动截割控制策略,以提高自动化作业的适应性和精确度。为验证该虚拟调试方法的有效性和准确性,搭建了掘进机自动控制实验平台,并将虚拟调试系统应用于掘进巷道成形截割自动控制程序中。虚拟仿真结果表明:①被调试软件在控制关键点位处的X,Y,Z轴定位误差的最大值分别为74.8,72.93,123.67 mm,说明虚拟调试方法的定位精度达到性能要求。②虚拟样机与物理样机轨迹基本一致,说明该调试方法实现了对物理空间的映射。应用结果表明:①强化学习控制器在虚拟掘进测试中适应了复杂环境,将虚拟传感器输入有效转换为精准控制指令,验证了模拟−现实迁移训练的可行性。通过处理掘进精度和避免超欠挖的实时反馈,控制器学习并优化了策略。②优化后的断面成形截割控制性能得到了提升,根据数据库中控制量时间戳的记录,用时126 s,较优化前耗时减少了8 s。③优化后截割部末端轨迹跟踪最大误差为6.0 mm,较优化前降低了0.3 mm,避免了截割轨迹抖动导致的欠挖,同时使得轨迹和断面更加平滑。

一种面向异构片上系统的调试器框架

异构片上系统具有定制化满足应用的特异性需求特点,成为多个领域内的主流解决方案.但用户在异构片上系统上进行开发需要面对多种计算资源带来的程序错误,而不同异构片上系统构建统一的调试器框架也面临巨大的挑战.针对上述问题,本文提出了一种面向异构片上系统的调试器框架,该调试器框架设计了异构处理器调试器框架通用接口,开发者可以通过框架功能接口快速构建异构调试器.该框架功能丰富,通过线程切换实现了对异构多核程序的调试,也实现了异构程序性能分析等功能.该框架生成的调试器与传统硬件调试器相比,加载异构程序速度快,是读内存速率的5.5倍,是写内存速率的16.5倍,调试速度大大提高.

基于明考斯基最优距离的不完美排错SRGM决策机制

针对软件可靠性增长模型(software reliability growth model,SRGM)决策机制欠缺的问题,提出了基于明考斯基最优距离的不完美排错SRGM决策方法。首先,对真实软件测试过程与可靠性模型进行分析,建立分类视角下的SRGM归类集合;其次,从矩阵分析的角度形式化描述SRGM的评价与选择问题,建立基于明考斯基距离的双最优化排序方法;最后,对模型的性能进行综合评价,给出SRGM间的性能偏序关系。在4个实际计算机应用系统测试过程中记录并公开发表的失效数据集上进行实验,验证和阐释模型性能之间的排序机制效用,并进行参数敏感性分析,为模型决策提供定量化的参考。

多功能雷达总体数据分析系统设计与实现

多功能一体化是雷达发展的必然趋势,随着功能的增加,多模式间切换频繁调度复杂,系统调试工作量呈指数增长,数据分析与管理的难度增大。为提高多功能雷达数据分析效率,辅助问题定位分析与系统状态检查,加快雷达研制进程,分析了总体数据分析在雷达研制和使用阶段的重要作用,研究了雷达总体数据分析软件的需求与系统设计,并通过Matlab进行实现。该软件可以分析雷达多环节数据,并以表格和图像的形式呈现分析结果。经过实验数据验证,该软件能够有效地提高分析效率,进行雷达状态判断和性能评估,快速发现与定位问题。

程序调试中的数据结构演变可视化方法

数据结构是程序执行时的重要信息载体,其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题,提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时,首先使用组件表达式表示数据结构,然后通过配置表以及布局函数将组件表达式生成可视化视图。在进行单步调试后,通过对比单步调试前后的可视化数据方式生成组件演变行为,运用有限状态机理论构建数据结构演变模型,该模型的执行使得组件发生演变,同时生成可视化动作。使用动画单元执行可视化动作,实现数据结构演变的可视化呈现,帮助初学者理解数据结构相关程序的执行过程。实验结果表明,将该方法应用于1个数据结构演变可视化框架StructV,并应用于1个在线可视化编程实训云平台的研发,可有效降低初学者理解数据结构演变过程的难度,并提升编程实训时的程序调试效率。

基于协同育人理念的产业学院建设实践——以钢铁智能制造产业学院为例

产业学院作为深化产教融合、校企合作的重要载体,有效实现了人才培养与产业需求的对接。武汉工程职业技术学院钢铁智能制造产业学院立足钢铁制造产业转型升级发展,以冶金设备智能运维省级高水平专业群为载体,通过创新“五接五融五双”人才培养模式,共同实施“五段递进式”教学,打造“双师型”教师团队,共建生产性实训基地,共同开发活页式教材,培养“操检维调”高素质技能人才。

基于STM32的防酒驾监测系统的设计

基于单片机的酒驾监控系统在国内外受到了广泛关注与研究,其主要是通过集成单片机、酒精浓度传感器、A/D转换器及声光报警等模块,实现对驾驶员呼出气体中酒精浓度的实时监测与超标报警。目前研究重点关注高精度酒精传感器、数据融合技术、嵌入式系统开发以及系统的集成化与智能化等方面,而多数系统使用的51系列单片机其稳定性与准确性有待提高,系统功耗、通信速度以及环境适应性等都需要不断改进。根据系统易用性、可靠性以及安全稳定性等设计需求,设计了基于STM32的防酒驾监控系统,主要采用嵌入式系统进行开发与设计,包括硬件电路的功能设计与软件程序的调试与验证,并对系统整体各部分电路进行了具体的设计与功能分析,设计出满足需求的最小应用系统。软件采用最优化程序设计方法以使系统运行平稳。系统整体设计电路简化、操作方便、功能优化、成本较低。经过调试与检测,该系统能够精确检测酒精浓度,检测有效率为96.5%,误差不超过±5%,具有很好推广使用价值。

冷却剂泵试验台冷态调试性能分析

本文对某新建冷却剂泵试验台架冷态运行性能调试进行了概述,并进一步对台架测量误差和试验泵容差分别分析。结果表明:新建试验台架测量额定点与基准额定点误差为1.08%,其余试验结果与基准值误差均在1.6%以内,满足泵精度要求;以不同基准曲线额定点为试验泵性能要求,试验泵流量和扬程数据均在允许容差范围内。

基于数字孪生的呼叫机生产线虚拟调试技术分析

阐述基于数字孪生技术的呼叫机生产线虚拟调试技术特点。结合系统设计目标和需要,分析关键技术应用,并通过MCD内部编程,结合仿真技术集成,实现基于孪生技术的生产线设计和验证。

基于产教融合的商科“活”案例教学方法及操作

针对中国商科课堂互动与案例教学中存在的形式化现象,以及企业参与商科案例教学积极性低的实践难题,通过阐述商科“活”案例教学法的互动主义学习哲学,以近十年的“活”案例教学实践为基础,提炼出产教融合导向的商科“活”案例三维互动教学法,即围绕产业界的时代“真”问题来设计和实施,通过教与学、修与行、理论指导与实践评价三个维度之间不同方向的互动,以及三个维度内部不同方向的互动,强化学生思维训练、提升学生综合素质的案例教学方法。研究表明:对教学情境与案例情境的适应性调适是商科“活”案例三维互动教学法的一个明显特征,也是其区别于普通案例教学方法之处,该教学方法使案例教学中的师-生、生-生及产-教符号互动具有时代感和临场感,更有利于提升学生的专业核心能力和综合素质。

基于改进关联规则算法的双介质喷嘴离线调试平台设计

以往的双介质喷嘴离线调试平台由于仅对双介质喷嘴特征参数的单个模型进行计算,导致平台的调试时间较长、调试效果较差,因此,设计基于改进关联规则算法的双介质喷嘴离线调试平台。在硬件上,设计微处理器和通信器;在软件设计上,利用最小二乘法对双介质喷嘴的特征进行参数化。在改进关联规则算法的支持下,设定相应的约束条件和离线调试目标,通过计算双介质喷嘴特征参数的一阶数学模型、二阶数学模型和参数状态离散控制模型,得到双介质喷嘴的离线调试函数,从而完成双介质喷嘴的离线调试。通过上述软硬件的设计,完成对双介质喷嘴离线调试平台的设计。在仿真实验中,与以往的双介质喷嘴离线调试平台相比,设计的基于改进关联规则算法的双介质喷嘴离线调试平台调试总时间仅为6.8 ms,调试时间更短,调试效果更好。

基于Qt和rviz的自动驾驶调试操作界面改进设计

针对自动驾驶系统调试过程中指令下发需求,提出一种基于Qt和rviz的操作界面改进设计。通过自定义指令面板和rviz图形化,实现指令的可视化输入;并关联rviz与指令消息,实现指令实时传递。经测试,界面改进效果良好,对类似界面开发有参考价值。

基于模板匹配的BPEL程序故障修复及优化技术

BPEL(business process execution language)是一种可执行的Web服务组合语言.与传统程序相比,BPEL程序在编程模型、执行方式等方面存在较大差异.这些新特点使得如何定位并修改测试阶段发现的BPEL程序故障成为挑战,面向传统软件的故障修复技术难以直接应用于BPEL程序.从变异分析角度出发,提出一种基于模板匹配的BPEL程序故障修复方法BPELRepair.为了克服基于变异分析的故障修复技术计算开销高的缺点,从补丁生成、测试用例选择以及终止条件3个角度提出多种优化策略.开发一个BPEL故障修复支持工具,提高故障修复的自动化程度与效率.采用经验研究的方式,评估所提故障修复技术及优化策略的有效性.实验结果表明,所提故障修复方法能够成功修复约53%的BPEL程序故障;所提优化策略能够显著降低搜索匹配、补丁程序验证、测试用例执行与故障修复等方面的开销.

白果外种皮中银杏酚酸的中试生产调试及其稳定性试验研究

目的:探索白果外种皮中银杏酚酸的中试生产调试及其稳定性试验研究。方法:在确定白果外种皮中银杏酚酸的最佳提取参数、有机溶剂萃取纯化参数以及大孔树脂柱层析纯化参数后完成中试调试,并进行银杏酚酸的稳定性研究。结果:在确定的白果外种皮中银杏酚酸提取纯化工艺下,平均每批烘干白果外种皮投料量为20 kg,可以获得银杏酚酸2.43 kg,产率为11.98%,银杏酚酸含量为68.38%,回收率为75.76%。在参照2020版《中国药典》对提纯产品进行了银杏酚酸的稳定性试验,确定银杏酚酸的包装方式为密封避光保存,首先采用圆底封盖塑料管密封包装,再用自封袋进行二次包装,最后在最外层采用塑封袋进行包装。由于长期试验时限不足,目前初步得出该包装下银杏酚酸在6个月内含量稳定。结论:该研究将白果外种皮中银杏酚酸的回收利用生产工艺进行中试调试并对银杏酚酸的稳定性进行研究,为银杏产业中银杏酚酸的产业化实施提供参考数据。

船闸电轴同步启闭系统应用技术探讨

在无机械轴连接的情况下,实现双侧卷扬机构同步运转,进而保证双吊点闸门平稳启闭,除了采用先进的变频调速技术,电机同步旋转(电轴同步)技术也是一个很好的选择。文章从电轴同步原理、主线路的组成及安装调试的方法与步骤等方面,探讨了电轴同步系统在船闸闸门启闭中的应用方法,值得同行交流互鉴。

FactoryIO仿真软件在PLC编程类课程中的应用

PLC应用技术类课程的目的是培养学生独立进行项目编程调试的能力。PLC实验设备的采购、维修成本较高,且设备损耗在所难免。由于设备采购及维修、安装周期的限制,影响课程进度的现象频频出现。FactoryIO三维仿真软件操作简单,可代替实验设备,适用于PLC应用技术类课程的实验教学。由于软件可自行搭建场景,满足了一人一题的教学要求,也适用于PLC课程设计类的教学。该软件也可应用于仿真PLC控制方向的学生的毕业设计调试,配合触摸屏页面的编辑仿真,提高设计的难度及成果的展示性。

5 MW级全功率变速恒频发电电动机调试期间发现的问题及解决方案

国内首座全功率变速恒频抽水蓄能示范电站机组在安装调试期间发现了一些问题,本文针对发电电动机方面所遇到的一些问题及解决方案进行了详细的阐述,可作为其他抽蓄电站机组调试的经验借鉴。

虚拟PLC驱动的生产线调试系统设计

针对目前生产线调试效率低、智能化程度不高的问题,提出一种通过虚拟PLC驱动的软件在环的虚拟调试方案。首先通过对生产线的建模装配,在NX软件的MCD模块中进行机电概念设计,其次利用TIA Portal软件编写PLC程序,最后通过PLCSIM Advanced启用虚拟仿真PLC,通过信号映射与MCD进行连接,完成虚拟调试系统搭建。该系统不需要任何实物设备,只需1台PC即可完成对生产线的调试,模拟生产线运作时各工位状态,经验证该方案可有效完成生产线虚拟调试任务,并获得设备运行数据。同时提出生产线虚拟调试概念模型,为组建生产线虚拟调试系统和生产线数字孪生建设提供了参考。