基于粗细量化并行与TDC混合的CMOS图像传感器列级ADC设计方法

针对传统单斜式模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)和串行两步式ADC在面向大面阵CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器读出过程中的速度瓶颈问题,本文提出了一种用于高速CMOS图像传感器的全并行ADC设计方法.该方法基于时间共享和时间压缩思想,将细量化时间提前到粗量化时间段内,解决了传统方法的时间冗余问题;同时采用插入式时间差值TDC(Time-to-Digital Converter),实现了全局低频时钟下的快速转换机制.本文基于55-nm 1P4M CMOS工艺对所提方法完成了详细电路设计和全面测试验证,在模拟电压3.3 V,数字电压1.2 V,时钟频率250 MHz,输入电压1.2~2.7 V的情况下,将行时间压缩至825 ns,ADC的微分非线性和积分非线性分别为+0.6/-0.6LSB和+1.6/-1.2LSB,信噪失真比(Signal-to-Noise-and-DistortionRatio,SNDR)为68.271 dB,有效位数(Effective Numbers Of Bits,ENOB)达到11.0489 bit,列不一致性低于0.05%.相比现有的先进ADC,本文提出的方法在保证低功耗、高精度的同时,ADC转换速率提高了87.1%以上,为高速高精度CMOS图像传感器的读出与量化提供了一定的理论支撑.

Intelligent System for Parallel Fault-Tolerant Diagnostic Tests Construction

This investigation deals with the intelligent system for parallel fault-tolerant diagnostic tests construction. A modified parallel algorithm for fault-tolerant diagnostic tests construction is proposed. The algorithm is allowed to optimize processing time on tests construction. A matrix model of data and knowledge representation, as well as various kinds of regularities in data and knowledge are presented. Applied intelligent system for diagnostic of mental health of population which is developed with the use of intelligent system for parallel fault-tolerant DTs construction is suggested.

履带自移式可调节液压支架的设计

介绍了目前煤矿井下机载临时支护装置、迈步式临时支护装置及无反复支撑式支护装置存在的缺陷,提出了新型的履带自移式可调节液压支架设计方案。该液压支架采用门式结构和多柱支撑式顶梁,同步跨骑于掘进机或锚杆钻车上方,可适应掘进、支护时间和空间的要求,实现了巷道掘进过程掘支平行零空顶支护作业,大幅提高了掘进效率。

煤矿陷落柱探测的井下综合物探方法研究

并行网络直流电法因可在工作面任意布设电极,可快速实现三维电阻率探测,地震反射共偏移法原理为反射波勘探原理,采用多次覆盖观测系统开展井下数据采集;为了探查华北某煤矿西六采区陷落柱发育特征及其赋水性,确保回风上山掘进安全,基于这两种物探方法在皮带巷和轨道巷布设了两条测线,经过井下数据采集、室内资料处理与分析,得到了电阻率反演剖面和地震反射剖面,结合地质资料,对陷落柱的电性特征及结构进行研究。结果表明:陷落柱岩层连续性差,岩体较破碎;陷落柱底界发育深度超过底板60 m;陷落柱探查范围内及周围赋水性较弱。

多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法

多柱芯体并联结构避雷器在特高压交流输电系统和串联电容补偿装置中得到了广泛应用,其暂态热特性的优劣直接影响运行可靠性,应通过合理设计确保其暂态热稳定性。对多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法进行了研究,分析了暂态温升的计算方法,计算了避雷器散热过程的初始条件。根据避雷器散热过程的温度场方程,利用有限元法建立了多柱芯体并联结构避雷器散热特性三维计算模型。设计了避雷器比例单元,进行了暂态温升计算分析和试验,采用2ms方波电流试验方法在较短时间内给芯体注入较大的能量以模拟系统中避雷器芯体的暂态温升过程,测量了每次试验芯体产生的温升。设计了4柱芯体并联结构的避雷器试品,进行了避雷器散热特性计算和试验。试验中,采用工频电流法对避雷器试品进行加热,利用光纤光栅传感器测量避雷器散热过程中的电阻片温度变化。计算和试验对比结果表明,暂态温升的计算结果较实测温升高,计算结果与实测结果的误差均<5%,暂态温升计算方法是有效的。散热特性的计算结果较试验结果偏严,误差<5%,验证了采用多柱芯体并联结构避雷器散热特性计算方法计算避雷器的自然散热特性的有效性。

旁孔透射波法检测水泥搅拌桩的三维有限元分析

介绍了旁孔透射波法的原理和测试步骤,建立了桩-土体系的三维有限元模型并对这种无损检测方法在水泥搅拌桩中的应用进行了三维有限元分析.数值分析分别给出了饱和土、非饱和土地基中完整桩和缺陷桩的旁孔透射波信号,并由此分析了P波时-深图中特征与桩身质量的相关性.结果表明,旁孔透射波法简单易行,是适合于水泥搅拌桩检测的一种新方法.

用于CMOS图像传感器的列并行高精度ADC

设计了一种适用于CMOS图像传感器的列并行Single-slopeADC。采用的列并行ADC,同时对多数据源并行处理,增强了数据吞吐量,特别适用于CMOS图像传感器大像素阵列的数据处理。分析了影响ADC精度的因素,并给出了减小失调的方法。该ADC在0.35μm工艺下成功流片验证,测试结果表明,该ADC,在50MS/s的高数据吞吐量下,实现了CMOS图像传感器的8bit精度的设计要求和17.35mW的低功耗,以及0.62mm2的芯片面积。ADC的DNL=0.8LSB,INL=1.096LSB。

聚合物驱后提高原油采收率平行管试验研究

为了提供选择聚合物驱后的后续水驱方法的依据,通过平行管流动试验,分高、中、低3种渗透率模拟油藏非均质性条件,研究聚合物驱后压力、相对吸水量、各渗透率层采收率、含水率的变化。试验结果:聚合物驱后直接进行深部调剖,由于聚合物溶液仍占据部分高渗透孔道,黏性较高的深部调剖剂会对中、低渗透率层造成伤害,因此将影响最终的原油采收率;聚合物驱后注入固定剂溶液,交联并固定孔隙中已有的高浓度聚合物溶液,能有效控制这部分高渗透孔道的吸水能力,可以提高后续水驱的波及系数,并为进一步深部调剖奠定良好的基础。聚合物固定技术具有成本低廉、采出程度高以及对地下聚合物溶液利用程度高等优点,是十分有效的聚合物驱后提高原油采收率的方法。

一种基于OWL的语义网数据划分与并行加载方法

随着语义网数据规模的爆炸式增长,海量数据存储和检索面临越来越严峻的挑战,分布式数据库与并行计算已成为其主要解决方案。基于列存储分布式数据库HBase设计了一种多表语义网数据存储模型,实现从OWL本体定义到存储模型的映射。基于OWL本体定义信息对语义网数据实现按类划分,并将三元组存储于主体所属于的类的两张表里,采用MapReduce框架实现并行的数据划分和加载任务,最后在Hadoop集群环境下对方法进行了可行性验证。

钢管混凝土柱带钢板耗能键组合剪力墙抗震研究

提出了连排钢管混凝土柱带钢板耗能键组合剪力墙,它由钢管混凝土连排柱、柱间钢板耗能键、钢板耗能键外包混凝土条带三种单元组合而成。进行了4个不同设计参数试件的低周反复荷载试验研究。分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、延性和破坏特征,探讨了分灾耗能机制。研究表明:连排钢管混凝土柱带钢板耗能键组合剪力墙,承载力较大,后期刚度较稳定;混凝土条带在开裂与闭合过程中消耗地震能量,钢板耗能键通过弯剪变形消耗地震能量,钢管与混凝土条带共同工作协同耗能,具有良好的抗震耗能机制;这种新型组合剪力墙具有较强综合抗震耗能能力。

一种用于CMOS图像传感器的10位高速列级ADC

提出了一种适用于高速小尺寸像素的列级ADC,该ADC采用单斜ADC(single-slope ADC,SS ADC)与逐次逼近ADC(successive-approximation ADC,SA ADC)相结合的方式在提高模数转换速度的同时减小了芯片面积.SS ADC实现5位粗量化,SA ADC实现5位细量化,SA ADC中5位分段电容DAC的桥接电容采用单位电容并利用区间交叠方式实现了误差校正.采用GSMC 0.18,μm 1P4M标准CMOS工艺对电路进行设计,仿真结果表明:所提出的列级ADC在167,kHz/s采样率和3.3,V电源电压下,有效位数9.81,每列功耗0.132,mW,速度比传统SS ADC提高了22倍.

吸湿排汗纤维湿传递模型的研究

文章根据两种典型的吸湿排汗纤维形态结构建立了平行圆柱孔和圆球堆积两种纤维湿传递模型,并分析了影响纤维芯吸速率的因素。研究结果表明,平行圆柱孔模型中,纤维的芯吸速率取决于纤维的半径和毛细孔的长度;圆球堆积模型中,影响纤维的芯吸速率的因素为纤维的当量半径和接触角。

低电压大电流整流电源并联供电

介绍了低压大电流整流电源的特点和组成,为了提高整流效率,应采用双反星形整流电路,介绍了此电路的工作原理。与之匹配的整流变压器有两种型式:传统的双反星带平衡电抗器整流变压器和三相5柱整流变压器,并介绍了后者的工作原理。当晶闸管双反星形整流器配置了三相5柱整流变压器,在多台并联运行时直流输出电流会发生剧烈振荡,详细分析了振荡的原因和改进的措施。

并联多柱色谱研究

研究了并联多柱色谱的柱效 ,证实并联多柱色谱既可以保证较高的柱效又可以增加柱容量 ,非常适用于大剂量的制备性分离。研究还试验了不同直径的经典柱色谱的柱效 ,得知较小柱直径的柱壁效应较严重 。

并行挖掘频繁项目集新算法——MREclat

针对Eclat算法在挖掘海量数据中的频繁项目集时存在的内存和计算资源不足等问题,提出了基于Map/Reduce计算模型的并行挖掘算法——MREclat。首先,将水平型数据库转换成垂直型数据库;然后,将转换后的数据按2-项集的前缀分发到各个计算节点上,且在分发数据时引入了均衡策略;接着,在各个计算节点上求出以某一前缀开头的所有频繁项目集;最后,合并各个节点的结果得到所有频繁项目集。介绍了MREclat的设计思想,研究了算法的运行性能。实验结果表明,MREclat算法效率大约是PEclat算法的2倍,加速比性能比PEclat算法提高了64%。

并联液压支架立柱的有限元对比分析

针对四连杆液压支架的缺陷提出了基于并联结构的液压支架,运用ANSYS WORKBENCH对并联液压支架和四连杆液压支架的立柱进行了有限元分析,得到应力云图和变形云图,通过对比分析得到并联液压支架立柱的受力情况要优于四连杆液压支架立柱,为并联液压支架的设计提供了理论依据。

基于列存储的MapReduce分布式Hash连接算法

大数据具有规模大、深度大、宽度大、处理时间短、硬件系统普通化、软件系统开源化的特点。传统关系型数据库在对大数据进行操作时存在系统性能严重下降、计算效率提升有限以及可扩展性差等问题,因此引入MapReduce并行计算模型,提出一种大数据上基于列存储的MapReduce分布式Hash连接算法。首先,设计面向大数据的分布式计算模型,在设计的分片聚集并行连接的基础上,利用Hash连接以及动态探测方法优化了数据并行连接处理效率;然后,针对该算法开发了基于Hadoop的原型系统。通过实验证明,在大数据分析处理中,所提算法在执行时间和负载能力上都有很好的性能表现,也能提供良好的可扩展性。

循环分块在MPI程序设计中的应用研究

提出了循环分块在MPI系统中的块分配方案———列组分配方案,并给出了在不同并行体系结构下依据列组分配方案计算块分配大小的算法。实验表明算法计算出的块分配方法对于发挥循环流水并行的效率有着较好的作用。

工件带安装时间平行机排序问题的列生成算法

研究了工件带与加工次序有关的安装时间的平行机排序问题,给出它的整数规划模型,并结合动态规划和分支定界方法,给出它的列生成算法.通过试验表明:算法对中等规模的问题是有效的,它可以计算到10台机器和60个工件甚至含有更多大工件的大规模问题.

两平行圆柱的电容、电势和电场

运用复变函数、保角变换等理论,把横截面为两平行圆柱变换成横截面为两平行板,计算出两平行圆柱单位长度的电容、电势和电场强度.