UN2000尿液全自动化流水线系统和中段尿培养检测在尿路感染诊断中的应用

目的分析UN2000尿液全自动化流水线系统(由UC3500尿干化学分析仪和UF5000尿沉渣分析仪组合而成)和中段尿培养检测在尿路感染(UTI)诊断中的应用价值。方法收集2020年1-12月该院180例疑似UTI患者的中段尿标本进行回顾性分析,每例患者的标本均分为两份,一份采用中段尿培养,另一份应用UN2000尿液全自动化流水线系统测定尿白细胞酯酶(LEU)、亚硝酸盐(NIT)、白细胞计数(WBC)、细菌计数(BACT)、细菌分型(BACT-info)、真菌感染情况,对两种方法进行对比,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析LEU、NIT、WBC及BACT诊断UTI的价值。结果180份中段尿标本中,培养结果为阴性100例(55.56%)、杂菌生长24例(13.33%)、培养结果为阳性56例(31.11%),阳性者中有2例为2种细菌混合感染。共检出阳性菌株58株,其中革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌分别占25.86%、60.35%、13.79%;以中段尿培养结果为“金标准”,56例阳性标本中,UF5000检出革兰阳性菌11株、革兰阴性菌29株、真菌6株,UF5000鉴定的革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌符合率分别为80.00%(12/15)、91.43%(32/35)、75.00%(6/8),总符合率为86.21%(50/58)。ROC曲线分析发现,NIT+WBC+BACT诊断UTI的曲线下面积最大,为0.849,灵敏度、特异度、准确度分别为0.86、0.62、0.74,其中WBC、BACT的截断值分别为63.88×10^(9)/L、407.42/μL。结论UN2000尿液全自动化流水线系统和中段尿培养检测在UTI诊断中有较高价值,其中UN2000测得的NIT、WBC、BACT诊断价值最高。

UN2000尿液全自动化流水线系统在尿液红细胞检测中的应用分析

目的探讨优化后的UN2000尿液全自动化流水线系统在尿液红细胞检测中的应用价值。方法随机选取厦门市中医院2020年5—6月537例住院及门诊患者新鲜尿液作为研究标本,采用UN2000尿液全自动化流水线系统和显微镜离心镜检两种检测方法同时检测,统计分析其检测尿液红细胞的阳性符合率、阴性符合率、总符合率,分析出现假阳性、假阴性的原因,同时采用Kappa分析相差显微镜法和UN2000尿液全自动化流水线系统在尿液红细胞形态学分类信息的一致性。结果UN2000尿液全自动化流水线系统和显微镜镜检法检测尿液红细胞,差异有统计学意义(P<0.05)。两种方法检测红细胞阳性符合率为61.45%,阴性符合率为35.57%,总符合率为97.02%。显微镜检测尿液红细胞阳性率为61.82%;UN2000尿液全自动化流水线系统检测红细胞阳性率为64.06%,假阳性率为2.61%,假阴性率为0.37%。相差显微镜法和UN2000尿液全自动化流水线系统在尿液红细胞形态学的混合性与均一性的信息方面符合率较好,分别为91.25%和95.10%,在红细胞形态学的多形性、未提示信息方面符合率较差,分别为78.57%和86.57%。两种方法检测尿液红细胞形态学提示多形性、均一性、混合性、未提示红细胞信息分类一致性方面采用Kappa分析,Cohen’s Kappa系数为0.835,P<0.001,具有强一致性。结论UN2000尿液全自动化流水线系统可提高尿液红细胞检测的准确率,降低镜检率;运用UN2000尿液全自动化流水线系统检测尿液红细胞形态学信息分类与相差显微镜镜检法一致性强,与相差显微镜镜检相结合对尿液红细胞形态及其分型进行鉴别,有助于区分肾性和非肾性血尿患者,值得推广应用。

星载图像实时无损压缩系统的FPGA设计与实现

为实现星载宽幅图像实时无损压缩,针对图像压缩JPEG-LS算法,在预测模块向前预测基础上,调整了算法参数更新计算结构,采取了向前预测两级参数策略,并在不影响压缩质量的前提下实现了全流水线结构。在编码模块,采用有限长编码方式,防止了误差值较大时使编码结果产生过多连续的零,导致编码长度剧增、降低编码性能问题。基于Xilinx公司的xc7k325tffg900现场可编程门阵列(FPGA)芯片,在正常编码模式下,解决了该算法自身反馈结构制约硬件流水线实现,从而导致工作频率低的问题。该文提出的结构不仅可以满足实时处理星上图像数据需求,其参数化的设计还可使系统动态调整输入图像参数,根据不同的应用环境进行参数配置。该文算法最大可处理尺寸为6144×6144的宽幅图像,最高工作频率可达220 MHz,系统输入图像数据的最大传输带宽可达3.52 Gbps。

基于FPGA的AES核设计

AES在安全性、高性能、高效率、易用性和灵活性等方面都具有显著的优点,随着业界对计算性能要求的不断提高,在FPGA上实现AES加解密硬核的研究得到了越来越多的关注。在深入分析AES算法的基础上,提出了基于FPGA的AES全流水硬件核设计模型。模型中改进了ae数据块和轮运算的硬件设计结构,有效地提高了AES硬核的计算性能。在Altera公司EP4CE40F23C6FPGA上的硬件实现结果显示,该AES硬核的硬件资源消耗为6413个LE和80个M9K,工作频率为310MHz,计算吞吐率为9.92Gbps,获得了非常好的计算加速效果。

FPGA的AES高速处理模型设计

为了提高AES的处理速度,提出了AES的全流水线设计思想.通过对全流水线路径上相应MEM资源和逻辑资源的深入分析,找出制约数据块工作效率的因素,采用双通道运算模型,创建各流水线节点的高速模型,实现AES的全流水线设计.实验结果表明:在EP4CE40F29C8的FPGA芯片上执行AES加解密运算,其吞吐量达到7.2 Gbps.在全流水线架构下,双通道的设计思想使得流水线上的所有数据块处于高效工作状态,系统在低成本的前提下实现了性能的大幅提高.

超高吞吐量MD5算法的FPGA实现

为了提高MD5算法在FPGA中实现的运算效率,使之达到超高的数据吞吐量,提出了一种新的全流水线架构,用于实现MD5算法。架构中使用了FIFO缓存存储数据,以配合流水线的运算。实验验证其达到了单个MD5运算单元运算吞吐量的理论上限,在相同芯片平台上,超过已发表的MD5运算模块最高吞吐量的77%。

一种优化的AES算法及其FPGA实现

针对AES算法加密解密结构的不一致提出了一种优化算法,得到了统一的加密解密流程,有效节省了资源消耗。为取得速度和资源的折中,AES加密解密主体采用内外混合流水线结构,其中S-box和逆S-box采用基于正规基的有限域算法实现。基于对各电路模块路径延时的分析,对AES轮变换进行了6级流水线划分。在Xilinx公司XC7VX485T FPGA上综合结果显示:电路资源消耗为19006LUTs,最高工作频率为724.323MHz,数据吞吐量为92.713Gbps,获得了非常好的加速效果且有效降低了资源消耗。

基于FPGA的加密算法实现

根据三重数据加密算法(3DES)的原理,采用全流水线和有限状态机,实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)的3DES电路的仿真.基于Cyclone系列的EP3C40F780C6型FPGA芯片,采用自顶向下的设计思想进行电路的模块划分,有效的完成了3DES算法的总体结构和各个子模块的电路设计.利用超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)完成了3DES加密算法的编写,并利用Altera公司的QuartusⅡ9.0综合工具对电路进行了仿真验证及逻辑综合.结果表明,该设计基本实现各模块的功能,获得了稳定的加密性能.

基于FPGA的无损图像压缩算法实现

针对采用传统硬件方法实现JPEG-LS无损图像压缩算法时延时较多、实时性较差的问题,文中提出了一种基于FPGA的全流水线结构来实现JPEG-LS算法。该结构以提高最大吞吐量为主要目标,通过多级流水线降低每一级运算的延迟,大幅提高了压缩算法的实时性,硬件电路操作频率可达120 MHz。

GPON-AES加密模块的FPGA实现

张峰刘逢清(南京邮电大学光电工程学院,江苏南京210046)摘要:本文介绍了一种基于FPGA的GPON加密模块的实现方案。在AES结构中,加密模块运用了全流水线结构,性能得到了提升。该加密方案在GPON系统中,可以得到很好的应用。

基于FPGA的DES/3DES加密算法高速实现的研究

本文给出了基于FPGA的DES/3DES加密算法高速实现方法,设计中都采用了全流水线的方式来实现,大大的提高了系统的工作频率,模块用硬件描述语言Verilog实现,经过功能仿真,得到正确结果,最终下载到FPGA芯片中,验证结果。

航天用反作用飞轮旋转变压器位置检测算法

目前,航天用反作用飞轮大多采用霍尔传感器或光电码盘进行测速。但是,霍尔传感器在反作用飞轮低速运行时精度相对较低,光电编码器的环境适应性相对较弱。基于此,提出了一种使用旋转变压器检测反作用飞轮转子位置的方法。但如果在现有飞轮控制电路中额外使用旋转变压器专用解码芯片,会导致成本大大提高,故提出了使用控制电路中的FPGA进行解码的方法。首先,介绍了旋转变压器的工作原理,通过求解反三角函数获得转子位置。其次,介绍了传统坐标旋转数字计算机(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)算法。最后,针对传统CORDIC算法无法求解完整平面角度值问题,提出了一种改进型CORDIC算法求解转子位置,并给出了一种能够减少硬件使用资源的全流水线CORDIC阵列结构。通过Modelsim仿真,证明了所提出的方法具有占用资源较少、延迟低、测量精度较高等优点,在反作用飞轮测速应用中具有良好前景。