高压共轨柴油机国产芯片控制系统研究

针对现有高压共轨柴油机电控单元高度依赖进口芯片、自主不足的问题,提出了基于全国产芯片的高压共轨柴油机电控单元方案。所设计的国产控制单元选用兆易创新的GD32F450芯片为控制核心,承担发动机数据采样、处理、存储与控制任务。首先,采用Boost升压电路提供喷油器峰值电流,利用分立器件设计双边驱动与电流反馈电路,在不依赖进口专用芯片的条件下,对喷油器驱动电流进行闭环控制;然后,基于FreeRTOS操作系统,开发高压共轨柴油机底层驱动软件,实现对不同任务调度周期的精准控制;最后,对所设计的电控单元进行了实验验证。结果表明,所设计的国产高压共轨柴油机电控单元功能齐全、工作稳定,双边驱动电路典型峰值电流为22 A,维持电流为10 A,最小喷射间隔时间为200μs,多次喷射性能与Bosch系统相当。发动机不同转速条件下任务调度周期精准、实时性好,研究证实了高压共轨柴油机电控单元全国产化方案的可行性,对推动发动机电控技术自主可控提供了有益参考。

基于国产芯片实现多功能测控的平台改进及关键技术

多功能测控装置是电力自动化系统的关键设备,其核心芯片均依赖进口,威胁电网运行安全。针对目前适合电力系统自动控制的国产芯片选型少且部分外设芯片没有合适选型的现状,结合多业务融合的需求,提出基于国产ARM主控芯片加国产FPGA的多功能测控装置的平台改进及关键技术。首先,基于FPGA编程替代部分无合适选型的芯片配合智能I/O技术设计硬件平台。然后,基于数据共享和FPGA协作设计软件平台。再针对国产芯片制造水平的现状,提出测量精度补偿、可靠性加固及功能拓展等改进技术。最后,集成以上平台设计及改进技术研制了基于国产芯片的多功能测控装置,并通过第三方专业检测验证其性能指标满足行业相关标准要求,同时在国内变电站正式投入运行,运行情况良好。

基于国产化芯片的轨道不平顺监测平台方案设计

针对现有轨道不平顺检测方法效率低、维护成本高的问题,设计搭建基于运营车辆振动加速度的轨道不平顺实时监测平台。首先,详细分析了实现轨道不平顺监测算法的硬件功能需求,结合算法逻辑设计平台总体架构;然后,基于平台硬件自主可控的考虑,结合工程应用经验,分析并选择符合平台功能需求的国产化芯片;最后,提出轨道不平顺监测平台完整且自主可控的设计方案。本方案一方面通过运营列车振动加速度对轨道不平顺进行监测,既节约成本,又无需单独占用运营时段;另一方面平台方案依托国产化芯片设计,保证了平台硬件技术层面的自主可控。

国产芯片驱动下的嵌入式课程综合实验教学设计

在新工科背景下,国产芯片在嵌入式领域的应用逐渐增多,取得了显著进展和成就。本文针对长期以来高校嵌入式课程实验都采用国外芯片,而国内芯片应用较少的现状,契合培养国家急需的复合型嵌入式芯片应用人才的需求,提出采用国产芯片为主的综合实验设计,采用“国产微控制器+行业应用+AI算法+国产操作系统”的多学科融合的内容设置模式,同时与物联网、通信、人工智能等新兴技术交叉,要求学生在自主研学的同时,设计电路,调试完成系统制作,突破固有思维,挑战自己,以培养勇于实践探索、求知求真的创新精神及精益求精的工匠精神、一丝不苟的工程素养,树立科技报国、服务社会的信心和决心。

国产汽车芯片发展模式研究

文章从国产汽车芯片的市场分析、发展现状、发展模式建议三方面研究国产汽车芯片的发展。建议重点从企业有序发展“芯生态”和政府打造“芯环境”两方面展开。高质量发展国产企业芯片,需要企业与政府联动,发挥各自资源优势扎实推进“芯生态”和“芯环境”建设。

国产汽车芯片公司正在打破原有市场格局

一辆智能电动汽车对芯片的需求可达3000颗,涉及150种以上,但相比外观和舒适性配置,这部分更难被消费者感知。长期以来,车规芯片市场被英飞凌、恩智浦和日本瑞萨等巨头牢牢控制,现在这一格局正在发生逆转。

国产汽车芯片的机遇与挑战

芯片是一个国家高端制造能力的体现,是全球高科技领域的战略必争制高点。然而,目前我国新能源汽车的国产汽车芯片使用占比仍处于较低水平。在今年召开的中国汽车论坛上本刊记者了解到,目前中国汽车芯片的国产供给率仅为10%左右,其余90%需依赖进口。近年来,受全球供应链紧张、数字化转型加速等多重因素的影响,芯片的重要性日益凸显,无论是对于国家安全还是经济发展,芯片都扮演着至关重要的角色。因此,芯片产业的稳定发展和供应链安全成为全球关注的重点。

基于国产芯片的环境中子剂量监测系统

针对核聚变装置周边强中子辐射环境,设计了一套基于国产芯片的环境中子剂量监测系统。前端电子学采用极零相消电路和集成运算放大器解决了脉冲堆积,提高了稳定性,并采用了国产FPGA、FLASH和电源芯片等器件完成主电子学设计,配合算法提高了系统的时间分辨率,为中子剂量监测技术的国产自主可控打下坚实基础。通过Multisim对前端电子学进行仿真验证,其动态监测范围最大可达10.41 mSv/h,同时在放射源库对252Cf进行剂量率标定实验,分析结果得到系统最大不确定率为14.4%,证明该系统测量准确、运行稳定可靠,满足聚变堆强中子辐射环境的监测需求,为后续多设备远程监测组网监测奠定了坚实的基础。

基于国产处理器的智能大数据一体机架构及应用研究

分析比较国内外智能芯片产品现状,概述智能芯片的相关软硬件技术栈,针对国内大数据与人工智能产业支撑体系尚不完善、尚未建立国产化信息处理安全保障体系的问题,提出基于国产芯片自主研发的智能大数据一体机研究与设计。解决基础设施的运维部署、海量数据存储以及时效性处理等问题,通过对比异构计算系统的分析研究,文中提出的基于国产CPU和NPU异构硬件加速的一体化计算平台具有信息安全、领域普适性强、运行效率高等特点。

军用千兆以太网交换芯片的设计与制造

基于以太网交换芯片作为网络核心器件广泛应用于通信领域设计实现了8端口管理型千兆以太网交换芯片。除了实现以太网数据帧交换外,还实现了端口使能、端口保护、链路聚合、端口镜像、速率控制、发送队列调度、缓存访问、软件全局复位等安全和可靠性功能。完成验证和版图设计后在国内65 nm工艺线上完成流片,在国内军封线上完成封装、测试和筛选等制造环节。国产网络设备测试表明:功能满足协议和设计要求,丢包率为0%,吞吐量与理论值一致。该芯片设计、工艺和关键原材料均实现国产化,可应用于船舶、武器装备、航空航天等领域。

基于国产芯片和RTOS的农业病虫害检测系统

农业病虫害是影响农业产量和粮食安全的重要因素之一,受限于传统人工观察和经验判断容易误诊,同时由于专业农技人员的不足,在生产实际中往往难以对病虫害进行及时识别或预警。本项目综合利用深度学习、计算机视觉技术、植物病理学知识等分析处理病虫害图像数据,训练学习模型。并利用国产微控制器芯片配合国产实时操作系统(RTOS)开发监测硬件,同时建立物联网网络。最后,将训练好的模型部署到芯片上,实时监测作物的生长状况,对病虫害进行实时识别并发送预警信号。

基于国产芯片的电池管理系统设计

设计了一种基于国产芯片ESP32-C3和LS76920的电池管理系统,给出了电池管理系统的软硬件设计方案,包括主控电路、采样电路、DC-DC电源转换电路和通信电路等,结合CAN总线等多种通信协议,实现动力电池的多模式、多状态的数据采集与控制,为国产化电池管理系统的设计与应用提供了关键思路。

国产芯片在材料计算模拟中的性能探究

第一性原理材料计算模拟是化学、物理、材料等科学研究的重要手段,发展国产计算芯片及建设软件生态是提升我国材料计算模拟效率的重要环节之一。文中以极端条件下金刚石的结构优化和电子结构计算为典型算例,探究维也纳从头算模拟软件包(VASP)在国产中央处理器(CPU)和国产图形计算加速卡(GPU)上的计算可靠性及运行效率。计算结果表明,国产CPU和GPU在VASP计算模拟的各种算法中关联的数学库呈现极好的稳定性和优异的计算效率。不同芯片计算平台下相同计算任务消耗的时间对比结果表明,国产CPU芯片在体系价电子数小于500的计算模拟体系中能够取得更好的计算性能,而国产GPU计算加速卡在体系价电子数大于500的计算模拟体系中能够取得显著的加速效果,最高加速是常用Intel CPU计算平台的42倍。国产材料计算模拟平台已趋成熟,能够在我国催化反应机理、半导体器件设计、材料极端物性等领域发挥重要作用。

基于国产HXS 32 DSP芯片的实验实训教学平台设计

软件产业和集成电路产业是国家相对重视的新兴产业,是发展国民经济和社会信息化的重要根基。近几年,在国家一系列的战略和政策的支持下,并结合行业的努力,我国的软件产业和集成电路产业迅速发展了起来。为了在利用新技术的过程中检验其可行性,中科昊芯公司研制了HXS 32 DSP芯片。针对该HXS 32 DSP芯片进行了二次开发。希望这次对芯片的二次开发,会成为吹响中国芯片行业的冲锋号,引导十年甚至百年以后的芯片产业的快速发展,加快中国在科技之路上前进的步伐。

基于国产化芯片替代的CAN总线优化应用

针对国产化CPU芯片替代问题,结合CAN通信的技术要求,进行国产化芯片替代方案设计,开展芯片通用性的硬件、软件改进方案实施和性能测试。应用结果表明,该设计验证了选用的国产芯片的可替代性和CAN总线优化的正确性。

国产芯片分布式存储设备的测试及其在4K制播中的应用

传媒行业是国家意识形态宣传阵地,在节目制播中逐渐实现软、硬件产品国产化替代是电视媒体技术人员的一项重要工作。基于此,本文对国产芯片的分布式存储设备在性能方面、功能方面、可靠性方面、可维护性方面进行了全面的测试,从理论上、数据上证明了国产芯片分布式存储设备支撑4K超高清视频制播系统的可行性;通过将该存储接入4K超高清视频制播系统中,支撑了某大型周播现场音乐类4K节目的后期制作,进一步验证了国产芯片分布式存储设备可支撑4K超高清视频制播系统的各项存储需求,可做到真替真用,为相关人员在建设4K超高清制作系统过程中选择和使用国产芯片的分布式存储设备提供参考。

MQTT物联网平台在国产申威CPU平台上的移植部署

当前国产芯片正在得到大力的推广,国产芯片软件生态也在迅速建设中,文章围绕开源MQTT服务软件在国产申威CPU平台的移植、部署、测试应用,主要讨论MQTT协议以及基于国产申威CPU平台移植部署MQTT服务器的方法,移植完成后通过基于国产CPU服务器搭建物联网平台进行测试,测试系统采用B/S系统架构,实现了多个客户端之间通过MQTT服务实现数据的交换。目的在于推广基于国产芯片的国产软件生态建设,让更多的人参与到国产芯片的软件生态建设中,有利于积极推进各种软件项目从底层到应用层的国产化发展,为信创国产化事业添砖加瓦。

一种基于电源国产芯片的嵌入式软件在线升级方法

随着国际形势的紧张,国产芯片在军工电源产品中应用越来越广泛,现有电源产品又多为智能电源,可中包含大量的国产ARM、DSP等嵌入式模块,基于国产ARM芯片的软件更新方式有产中,ICP、ISP、IAP,其中ICP(InCircuit Programming)技术即通过在线仿真器对单片机进行程序烧写,而ISP技术则是通过单片机内置的BootL oader程序引导的烧写技术。

提高车规级芯片国产化率

近年来,芯片问题成为制约中国、乃至世界科技发展的重要因素,任谁都没有想到,人类文明的桎梏竟会被锁在一枚指甲盖大小的芯片上。不管是5G技术、人工智能还是自动驾驶等前沿科技领域,不管技术再怎么成熟,芯片匮乏都将让诸多可实现的愿景破灭。尤其是中美关系持续紧张,美方一直针对国内芯片材料和技术针对性“卡脖子”,俄乌危机再次加深了芯片材料危机,我国发展芯片的需求,迫在眉睫。

基于国产芯片和国产操作系统的火炮携行作业计算机的设计

为确保装备便携并提升其自主可控水平,文章采用国产芯片和国产操作系统在某型号携行作业计算机中展开了设计与研究。其中,首先对国产核心处理器进行了选型与论证,从中采用飞腾FT-2000/4芯片和翼辉操作系统研制国产火炮携行作业计算机,随后详细描述了计算机的组成结构和其他设计要点。应用结果表明,采用飞腾FT-2000/4芯片和翼辉操作系统研制的国产火炮携行作业计算机能够满足系统使用要求,对武器装备国产化工程具有参考意义。