车规级芯片替代方法及验证模型研究

车规级芯片是汽车实现四化的重要保证,也是疫情笼罩下,主机厂能否顺利实现整车下线的重要前提。从国内芯片困境分析看出,芯片国产化势在必行,而芯片替代是芯片国产化最简单最有效的方式。通过分析车规级芯片的设计要求,提出了采用直接替代和非直接替代两种有效的国产化方式以及替代方案的产品验证模型。基于某一项目的实践,证明了替代方案的有效性。本文工作将对未来几年逐渐流行的芯片替代、芯片深度国产化提供一定的参考。

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。

基于C8051F410单片机的AD芯片替代方案的设计与实现

针对某已定型便携式电缆测试设备,在核心AD芯片停产且交付周期紧迫的情况下,提出了一种利用单片机和另一款AD芯片构成的最小系统替代原AD芯片的解决方案;在详细对比分析了新选AD与原AD芯片的区别和联系的基础上,设计了系统硬件和软件实施方案;测试结果表明,替换后设备测试能力完全满足用户要求;该方案的提出可以为其他产品遇到此类问题提供一种解决思路。

基于微流控芯片的鼠伤寒沙门氏菌免疫磁分离

开发一种用于鼠伤寒沙门氏菌快速分离与富集的免疫磁分离微流控系统,该系统由微流控芯片、微控制器、电磁分离与混合模块组成,具备电磁驱动混合和磁分离功能,能够实现免疫磁珠与鼠伤寒沙门氏菌的快速孵育、分离与富集。在最优条件下,可以在13 min内实现对牛奶样品中浓度范围为2×10^(1)~2×10^(6) CFU/m L鼠伤寒沙门氏菌的快速捕获与分离,捕获率在33.3%~67.5%之间,最低检测限为20 CFU/m L。因此,这种高度集成的免疫磁分离微流控系统能够从复杂食品基质中迅速、准确地富集目标细菌,为食源性致病菌的快速检测提供了有效的解决方案,对于应对食源性疾病引发的公共卫生问题具有重要意义。

面向超高频植入式RFID芯片的温度传感器研制

基于0.18μm工艺设计并实现了一款用于超高频植入式RFID芯片的温度传感器。该温度传感器将MOS管作为感温元件,采用基于亚阈值MOS管的低功耗感温核心。传感器利用PTAT和CTAT两种电压延时器构成脉宽产生电路,从而生成脉宽信号,并与时间数字转换器(TDC)一起构成温度量化电路。核心电路的版图面积为298μm×261μm,测温范围为35~45℃。流片测试结果表明,三颗芯片在两点校准后的测温最大误差为±0.4℃,关键温区的最大误差为±0.2℃,实测功耗为623 nW。基于流片实测结果,发现了当前芯片的局限性,并提出了未来芯片结构的改进方向。

结合0.1K前景和16K背景芯片快速解析小麦新品系的基因组结构和重要性状遗传基础

为探索并建立基于小麦0.1K前景和16K背景芯片快速解析基因组结构和重要性状遗传基础的方法,对小麦新品系西农302及其亲本西农865和百农矮抗58分别进行苗期分小种和田间成株期抗病性鉴定,分析西农302及其亲本的抗条锈病特征,并利用小麦16K背景芯片对西农302及其亲本进行基因分型,根据亲本间16K芯片基因型的差异SNP位点,分别统计西农302来自双亲的基因组区段,确定西农302的基因组结构;利用小麦0.1K前景芯片对西农302及其亲本进行基因分型,确定西农302所含有的抗条锈病性基因/QTL位点,明确西农302的抗条锈病遗传基础,同时分析西农302所含有的其他重要性状相关优异等位基因/QTL。结果表明,西农302在苗期对中国流行的条锈病生理小种CYR32和CYR34均表现出微弱的抗性(IT=6),但在田间条件下表现出高水平成株期抗条锈性(IT=1,DS<5);西农865和百农矮抗58对西农302的遗传贡献率分别为64.28%和30.22%;西农302聚合了双亲的多个优异基因/QTL位点,同时含有多抗基因Lr27/Yr30/Sr2/Pbc1及其上位性互作基因YrFDC12/PbcFDC12、抗条锈病位点QYrak58.nwafu-7BL和QYrqin.nwafu-2AL、抗赤霉病位点QFhb.hbaas-5AS和QFhb.hbaas-5AL、矮秆基因Rht-2、Rht-8和QPht/Sl.cau-2D.1以及千粒重位点QGl-4A等重要性状相关基因/QTL。这说明0.1K前景选择和16K背景选择SNP芯片可以应用于小麦新品种(系)的基因组结构和重要性状遗传基础的解析;西农865和百农矮抗58对西农302的遗传贡献率存在显著差异,西农865的遗传贡献率约为百农矮抗58的2倍;西农302聚合了双亲的抗条锈病、抗赤霉病、矮秆和千粒重等多个重要性状相关优异基因/QTL。

器官芯片在药物研发中的应用现状

目的了解器官芯片在药物研发过程中的应用现状。方法采用计算机检索PubMed数据库中有关器官芯片用于药物研发的相关文献,分析器官芯片技术发展的背景、单器官芯片和多器官芯片在药物研发中的应用现状,以及器官芯片用于药物评价面临的机遇与挑战。结果随着全球器官芯片的发展,器官芯片越来越多地被用于人体生理系统的建模和研究,疾病建模,药物的研发与测试,个性化医疗。除单器官芯片的研究外,越来越多的多器官联合的器官芯片系统也逐渐被设计出,并用于各项研究中,为药物的研发提供了多维度的精准信息,缩短了研发周期。结论器官芯片可作为一种优秀的体外模型用于药物研发、疾病建模和个性化医疗,但仍面临着从理论到实践的许多挑战。

SERS@Au微阵列芯片快速检测细菌性结膜炎病原体

急性细菌性结膜炎是一种常见的眼科疾病,医治不及时会严重损害视力。目前针对细菌性结膜炎常规的诊断方法仍为微生物培养法,该方法灵敏度高,但耗时耗力,难以满足快速检测的需求。该研究开发了一种SERS@Au微阵列芯片,将其作为增强基底收集细菌性结膜炎相关金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和表皮葡萄球菌的SERS图谱。结果表明,该芯片具有良好的增强效果、重现性和稳定性。选取400~1800 cm^(-1)波段,通过建立SVM模型和OPLS-DA模型对四种致病菌进行判别分析,区分准确率分别达到97%和90%。采用SERS@Au微阵列芯片对加标泪液进行检测,仅需短暂培养即可快速、准确、便捷、无损筛查致病菌,减少患者的痛苦。该研究开发的SERS@Au微阵列芯片与便携式拉曼光谱仪配套使用,具有准确、便携、快速、现场检测及微量样品检测的特点,适用于眼科细菌性感染疾病的快速筛查。该方法无需标记、无需鉴定培养基、对患者无损,实现了对复杂生物样本混合感染的快速检测,大大提高了检测效率,有望成为眼科疾病的新型辅助筛查手段。

基于改进YOLOv7-Tiny的轻量化激光器芯片缺陷检测算法

【目的】高功率半导体激光器的光学灾变损伤是限制其可靠性和寿命的主要因素,因此,有效的缺陷检测对于优化激光器芯片的制造工艺和结构设计至关重要。提出了一种基于改进YOLOv7-Tiny的轻量化激光器芯片缺陷检测算法,旨在解决深度学习应用于缺陷检测时面临的高计算量和参数量问题。【方法】利用轻量化卷积神经网络替换特征提取主干有效减少对计算资源消耗,有效提取电致发光图像中缺陷特征。为从上下文特征获取更丰富的信息,引入多分支重参数化卷积块重构聚合模块,通过多路径分支丰富特征表示,训练与推理的解耦保证检测效率。此外,结合坐标注意力,提升定位精度。进行了剪枝实验和模型部署,验证算法的初步应用。【结果】在电致发光缺陷数据集上的实验结果显示,本文方法能在较低的参数和计算量下准确地检测出芯片缺陷,展现出良好的性能。

基于安全便捷加密芯片的加密通话系统设计

通过研究语音通话系统的安全现状及密钥存储安全性问题,该文设计了一种基于安全便捷加密芯片的加密通话系统。以自主可控的安全便捷加密芯片对密钥进行安全存储并实现加解密、加签验签等功能,通过安全中间件实现客户端与安全便捷加密芯片之间的数据安全传输。该系统以PKI安全体系为设计核心,在语音加密过程,利用国密SM2算法,以数字信封的方式实现密钥同步;利用Opus编码算法先对音频数据进行压缩编码,减小传输带宽;利用密钥对编码后的音频数据进行SM4加密,实现密文传输,确保语音通话过程的实时性和安全性。通过性能测试和安全性分析结果可以看出,该系统在保证通话流畅的同时,大大提高了用户通话过程的安全性,具有较好的应用前景。

基于芯片数据的长白猪繁殖性状基因组选择研究

旨在比较不同基因组预测模型预测准确性与运行效率,以探究支持向量机(SVM)回归与随机森林(RandomForest)回归在基因组预测中的应用价值与应用前景。本研究使用博瑞迪猪50K液相芯片,采用GBLUP、BayesB、BayesLASSO、SVM回归和RandomForest回归等基因组预测模型,对1 001头长白猪繁殖性状进行基因组预测评估。研究发现,在总产仔数、产活仔数、窝重等繁殖性状中,使用SVM回归径向基函数核的评估准确性均最高;产活仔数、窝重在参数C值为1时评估准确性达到最大值,总产仔数在参数C值为2时评估准确性达到最大值。在总产仔数、产活仔数、窝重等繁殖性状中,使用RandomForest回归评估ntree、mtry、nodesize等参数时发现,基因组预测准确性随着参数的变化展现一定的随机性。RandomForest回归模型在总产仔数、产活仔数、窝重中的评估准确性均最高,其次为SVM回归,GBLUP、BayesB、BayesLASSO等模型遗传评估准确性较差且保持一致。交叉验证相关性显示,不同模型遗传评估结果存在较强的相关性,为0.806~0.995。SVM回归与RandomForest回归等非参数机器学习模型在猪繁殖性状基因组选择中具有一定的优势,但运行时间在一定程度上限制了这些算法的使用。随着算法的研究优化,SVM回归与RandomForest回归等非参数机器学习模型将具有良好的应用前景。

基于纸基微芯片的样本前处理方法研究进展

纸基微芯片(μPADs)是一种以纸质材料为基底的简易、便携式检测平台,在临床诊断、食品质量控制和环境监测等领域显示出极大的应用前景。作为快速检测平台,纸基微芯片除了需要对目标物进行快速定量,还要完成样本的前处理过程。科学家近年来开发了多种基于纸基微芯片的样本前处理方法,用于不同样本中目标物的分析。由于纸基具有强兼容性能,增强纸基芯片的样本前处理功能并将其与各种快速检测方法联用,能极大地扩展纸基微芯片的应用领域。该文对纸基微芯片的自驱动以及纸基微芯片自驱动与外驱动相结合的样本前处理方法进行了总结,概述了纸基微芯片在目标分析物提取、富集等前处理方面的研究进展,探讨了各种纸基微芯片前处理方法的优点和局限性。另外还展望了纸基微芯片的发展方向—除了不断提高样品前处理能力来扩展其在样本制备中的应用,还需要开发商业化的纸基微芯片来满足各类行业的检测需求。

基于微流控芯片评估富血小板血浆促进子宫内膜细胞的增殖

背景:富血小板血浆可促进薄型子宫内膜细胞的增殖,但存在剂量难以控制、取样困难等问题。微流控芯片具有高通量、低消耗、操作简便等优点,为模拟子宫内膜细胞在体微环境提供了新途径。目的:利用三通道微流控芯片构建富血小板血浆促进子宫内膜细胞增殖的研究模型。方法:从1名女性外周静脉血中提取富血小板血浆。采用含不同浓度[0%(对照),0.5%,1%,2%]富血小板血浆的无血清细胞培养基培养人子宫内膜间质细胞,采用划痕实验检测细胞迁移,CCK-8法检测细胞增殖。利用聚二甲基硅氧烷胶制备微流控芯片,该微流控芯片设计有3个通道,中间通道为细胞外基质水凝胶通道,左右两侧分别为人子宫内膜间质细胞及富血小板血浆通道,3个通道之间保存有可以相互沟通以及实现物质交换的面积,实验组两侧通道分别加入人子宫内膜间质细胞(绿色荧光蛋白GFP标记)和含0.5%富血小板血浆的无血清培养基,对照组两侧通道分别加入人子宫内膜间质细胞(绿色荧光蛋白GFP标记)和无血清细胞培养基,共培养48 h后,采用Ki67免疫荧光染色观察细胞增殖与迁移。结果与结论:(1)细胞划痕实验和CCK-8检测结果显示,与对照组相比,0.5%,1%,2%浓度的富血小板血浆可促进人子宫内膜间质细胞的迁移与增殖(P <0.05),并且0.5%浓度富血小板血浆的促进细胞迁移与增殖作用强于其他2个浓度(P <0.05);(2)Ki67免疫荧光染色结果显示,与对照组相比,实验组人子宫内膜间质细胞的增殖和迁移能力更强;(3)实验证实通过三通道微流控芯片可以模拟子宫内膜细胞的微环境,同时利用该系统验证了富血小板血浆可显著促进子宫内膜间质细胞的增殖与迁移。

声表面波芯片晶圆级封装技术

为解决声表面波滤波器无法实现系统级封装和高密度系统集成的问题,制作出可保护图形且封装尺寸小的滤波器,该文研究声表面波芯片的晶圆级先进封装技术。针对声表面波滤波器本身特性,提出技术方案并通过实验验证方案的可行性,并制作出晶圆级封装的声表面波芯片样品,利用有机聚合物键合实现了晶圆级封装,通过测试键合强度、对比封装前后芯片性能等验证该样品的可靠性,测试结果显示键合强度满足要求且封装前后性能基本一致,达到预期结果。为提高器件可靠性,对该方案进行改进,利用金属共晶键合方式实现气密性封装,并制作出满足气密性要求的晶圆级封装的声表面波器件样品。

基于EAST与SVTR的芯片表面字符识别方法

为提高芯片表面字符识别的实时性和准确率,提出一种基于EAST与SVTR的字符识别算法。针对EAST文本检测算法,将主干特征提取网络替换为轻量化的深度神经网络FasterNet-T0,减少网络的计算量;添加通道注意力机制自适应学习不同通道的权重分配,加强对重要特征的筛选。改进获得文本区域得分的损失函数,采用Dice损失缓解因图像背景面积过大导致误检的问题。文本方向校正算法对图像中任意方向的文本进行水平校正。由单一视觉模型的文本识别算法SVTR完成对字符的识别。实验结果表明,改进后文本检测算法的精确率、召回率较原算法分别提升了2.43%和4.66%,单帧图片的检测速度提升了0.005 s;添加文本方向校正算法后,识别准确率提升了1.92%。与现有方法对比,验证了该算法的有效性。

6A双通道降压型电源芯片系统架构设计

随着电子设备日益复杂,对高效能和高密度电源管理解决方案的需求也在不断增加。因此,如何设计出高效、可靠且具有良好电磁兼容性的电源管理芯片成为电子工程师面临的重要课题。本文从6A双通道降压型电源芯片相关概述出发,通过对6A双通道降压型电源芯片中的外部接口系统、散热系统、脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)控制系统、电路保护系统等进行设计,为未来的高效电源管理提供有力支持。

基于纸基微流控芯片快速检测饮用水中铬(Ⅵ)含量

目的建立一种可以在纸基微流控芯片上快速检测饮用水中铬(Ⅵ)的方法。方法将普通中性笔进行改装,在笔芯中灌注烷基烯酮二聚体溶液,然后利用在滤纸上直接绘制的方法制作纸芯片,干燥后在此纸芯片上检测铬(Ⅵ)。实验优化了硫酸溶液浓度、二苯碳酰二肼浓度、反应温度、反应时间等参数。结果本研究检测铬的线性范围为0~0.20 mg/L,检出限为0.0036 mg/L,加标回收率为97.7%~109.0%。其线性范围宽,灵敏度高,重复性好。结论该方法操作简单、结果准确,不需要昂贵复杂的大型仪器,对于多样品的同时检测及现场即时检测具有适应性。

液相芯片多重检测技术在临床检验应用的研究进展

液相芯片多重检测技术是一种利用混悬在液相中的分类编码微球作为反应及信号检测载体的多重检测技术,它充分利用发展成熟的流式细胞术检测原理,能对临床大多数生物分子(如核酸、蛋白质等)进行高通量分析。该技术目前已在医学检验应用研究中广泛使用。本文着重归纳了液相芯片多重检测技术在呼吸系统、消化系统、生殖系统、神经系统、内分泌系统、泌尿系统、运动系统等各大系统疾病与核酸、蛋白质检测方面的临床检验应用研究,发现其性能高,有可观的应用前景。此外,将液相芯片多重检测技术与ELISA法、PCR法等传统方法进行比较后,发现液相芯片多重检测技术具有线性范围好、高通量、检测速度快、灵敏度高、特异性强、准确性高等优点,表明该技术更适用于临床疾病指标的筛查。

芯片生态助力舱驾融合,共谱智驾新篇章

汽车行业、芯片行业以及有关行业组织正不断加大投入,推动实践创新,助力芯片性能和质量持续提升,以满足汽车智能化对高性能、高可靠性芯片的要求。随着汽车智能化、网联化应用的不断拓展,舱驾融合与芯片生态应用作为提升汽车智能化水平的关键技术,正逐渐成为行业发展的热点。芯片,作为汽车电子系统的核心部件,舱驾融合对高性能、高可靠性的芯片需求也在持续大幅增长。汽车舱驾融合与芯片生态的协同进步,将有助于提升舱驾融合系统的计算能力和稳定性,并提供给消费者更好的座舱体验,实现更高级别的自动驾驶。

2024中国汽车芯片产业创新战略联盟全体成员大会在沪圆满举办

2024年12月20日,中国汽车芯片产业创新战略联盟全体成员大会暨上海车规集成电路全产业链技术创新战略联盟成立大会在上海召开。本次大会由中国汽车芯片产业创新战略联盟、上海市闵行区人民政府、上海车规集成电路全产业链技术创新战略联盟主办,上海市闵行区经济委员会、上海市莘庄工业区管理委员会、上海安智芯车规集成电路有限公司承办。来自整车、芯片、汽车电子、汽车软件、高校院所、行业组织等500多位代表参加了本次大会。