面向可重构AI芯片的编译框架设计

针对LUNA体系结构的特征,设计了高效的类C语言的数据流编译框架NLANG,采用C+原语的静态图编程模式描述LUNA的计算逻辑,提出了外层原语—内层原语—低层原语的3层框架对静态图进行高效转换,分析当前计算特征,归纳出相应计算模式,根据计算模式自动生成匹配的硬件连接配置。性能评测结果表明,NLANG编译器生成的汇编代码效率能够达到手工汇编效率的90%以上。

一种GPU内存控制器的功耗管理设计

随着内存控制器性能的不断提升,其功耗也越来越高,高功耗使得芯片温度升高,影响内存控制器的性能。为了满足内存控制器性能要求,降低功耗,在内存控制器内部进行功耗管理就越来越重要了。介绍了一种应用于图像处理系统的内存控制系统功耗管理设计,通过使用该功耗管理设计,内存系统功耗明显降低。

BDS/GPS融合模块弹载定位系统设计

针对航空航天、军工领域内火箭、导弹等飞行器的有关结构部位在飞行工况下脱落或分离的定位需求,设计了一套高性能的弹载定位系统。BDM910模块作为该系统的首要功能核心,通过RNSS模块实时与卫星通信获取自身位置信息,通过RDSS模块可以实现对地面北斗接收终端的短报文通信。GD32F450VIT6单片机对此过程中产生的信息数据进行提取、编帧处理。系统在一定程度上解决了武器装备、运载火箭等大型仪器设备在高温、高冲击、超高速等恶劣环境下工作的定位问题,经静态与动态综合性环境试验考核,定位误差在5 m左右,且集成度高,整机体积仅为200×140×104 mm^(3)大小,具有定位精度高、通信实时性强的特点。

产业信息

Arm虚拟硬件正式上线百度智能云Arm宣布Arm虚拟硬件(Arm Virtual Hardware)正式上线百度智能云,旨在助力更多的本土开发者,简化并加速智能、安全的物联网和嵌入式设备的软件开发,促进物联网生态系统内的技术创新与应用。将Arm虚拟硬件接入百度智能云,不仅将该服务通过云平台扩展到本土的个人开发者,同时也首次带来Arm虚拟硬件运行基于Arm架构的云服务器的高效性能。作为中国AI公有云市场的领跑者,百度智能云拥有广泛的应用领域和强大的用户基础。2022年,百度智能云正式发布了搭载基于Arm架构的Ampere Altra云原生处理器的BCC实例产品Gr1,采用单核单线程设计,每核恒定主频3.0 GHz,可实现稳定的性能,具备更加出众的安全保障和能耗优势。此次上线的百度智能云Arm虚拟硬件镜像服务就基于此服务器运行。利用基于Arm架构的云实例来仿真普遍部署于边缘智能、物联网和嵌入式应用中的Arm架构设备,有望更有效地辅助广大开发和运营者们进行软件开发与迭代。

影响嵌入式处理技术未来发展的三个趋势

嵌入式处理的未来如何发展?从技术角度来看,嵌入式系统将实现更高能效,从而帮助节约能源,并实现更具环境可持续性的电子产品。它们将实现与人类更加沉浸式的交互,并融入周围环境中,例如由更先进的自主机器人来执行任务并提高便利性。此类系统将能够采集、分析并响应与日俱增的数据。同样重要的是,不断发展的技术将更容易被更多人使用,从而充分享受技术进步带来的福利。

最新MATLAB Test助力大规模开发、执行、测量和管理MATLAB代码中的动态测试

MathWorks发布了MATLAB和Simulink产品系列版本2023a(R2023a)。R2023a推出了两款新产品和增强功能,支持工程师和研究人员开发、执行、管理、测试、验证其MATLAB代码工程,并生成相关文档。MATLAB Test使工程师和研究人员能够大规模开发、执行、测量和管理MATLAB代码的动态测试。

CAN总线分布式采集模块的优化设计

为了满足智能汽车对多路车载传感器的数据采集和数据可靠传输的需求,在CAN通信的标准帧中添加应用层协议,以“点名-应答”机制实现了一主多从的数据传输,并利用C8051F060内部的定时器实时监测总线上主节点下发点名指令和从节点应答的时间间隔,解决了传输链路在受到外部干扰后导致的数据包长短帧、节点延迟响应和故障节点异常离线等传输错误。采集模块采用单片机控制16选1的模拟开关ADG706和模/数转换器AD7667,实现对16路传感器数据的采集。最后经过多次测试验证和监测总线上的数据,CAN总线上传输速率达500 kb/s,可挂载32个从节点,并且每个节点可单独采集16路传感器数据,满足智能汽车对缓变信号的采集需求。

机器视觉领域的FPGA超高清图像采集系统设计

为满足当前机器视觉等领域对高清晰度成像的要求,提出了一种基于FPGA的超高清图像采集系统设计方案,通过Xilinx Artix-7系列FPGA芯片XC7A35T-CSG324搭载相关模块实现图像的采集、存储、显示。在硬件设计上选用IMX183图像传感器进行图像采集、DDR3芯片进行缓存、Flash芯片进行存储,并通过DC-DC电源模块与LDO电源模块配合使用实现多通道系统供电。软件设计上通过SPI协议进行图像传感器的配置,并对LVDS图像数据进行解析。实际测试结果表明,该系统可以实现2000万像素的超高清图像显示,配合光学结构可应用于工业相机、监控摄像头等多种产品中,具有较高的实用价值和研究意义。

MicroPython软件开发平台的ESP32 C3通信性能测试

现有的ZigBee通信方法成本较高、结构复杂,而智能家居对软硬件成本比较敏感。针对此,本文基于开源开发语言MicroPython搭建了ESP32 C3芯片网络传输性能的测试系统。该测试完成了PC与单台ESP32 C3下位机单数据包传输,PC与ESP32 C3的大数据传输,ESP32 C3AP与ESP32 C3下位机的网络传输特性测试,ESP32 C3作为AP,PC与ESP32 C3下位机网络传输特性测试。实验结果表明,ESP32 C3的单数据包传输时间主要变化范围为6~30 ms,基于ESP32 C3 AP的通信方案的传输时间最长为125 ms,8~2048k大数据的归一化传输时间的主要波动变化范围是3~5 ms,传输速度比较稳定。ESP32 C3单芯片网络传输系统的带宽为1.3~2.7 Mb/s,满足智能家居的开关信号及监控静态图像的传输速度要求。

5G物联网和边缘计算的智能电网安全方案

智能电网需要高速、可靠的通信,以通过物联网设备实现实时电网监测,5G可以视为将当前电力网基础设施转变为智能电网的催化剂,因此了解5G在基于物联网的智能电网中的网络安全方面的优势对于设计决策和未来的风险分析工作至关重要。本文探讨了一个关于自动电压控制的智能电网用例,该用例利用5G作为具有边缘支持的无线通信基础设施,确定了5G在安全方面带来的优势,展示了5G安全技术如何适用于智能电网,从而为未来5G智能电网系统的安全分析提供基础。

服务国外市场的AIoT开源方案及其应用

国内物联网整体解决方案应用于国外客户时,面临个人隐私、互联互通、易用性、价格、选择性和定制等方面的挑战。针对国外市场提出了一种人工智能物联网AIoT开源解决方案用于应对上面的挑战。解决方案包括智能传感器和执行模块、具有物联网网关功能的开源物联网边缘终端和开源物联网云平台,并通过一个简化的智能酒店房间的设计实例进行说明。本方案力求从客户需要和用户体验出发,为客户提供本地最简联网到复杂的云端管理和控制等可选项,让人工智能、云计算等技术贴近用户而不是过度炫耀这些技术。本文AIoT开源解决方案让国外客户不用担心方案提供商会获取他们的个人隐私。同时,国外客户在产品,尤其是传感器和物联网设备上有更多的选择并获得更高的性价比。对于国外行业客户来说,则更容易为最终用户实现行业产品定制。

基于大数据的智慧城市照明节能策划研究

本文设计了一套照明系统,并对照明灯具安装方案的相关系数进行优化,以此达到节能的目的。本研究利用遗传蚁群算法对灯具安装方案系数进行寻优,并针对算法的运行效率和设计方案的能耗进行验证。试验结果表明其运行时间消耗减小28%,并且本研究设计方案与遗传算法进行比较可以得出其能耗减小11.46%,与原始方案比较其能耗减少16.71%,该设计方案的运行耗时和能耗都有较大程度降低。

从智能电网、物联网到泛在电力物联网

随着物联网、大数据、云计算的快速发展,国家电网沿着坚强电网、坚强智能电网建设,直到与互联网、嵌入式系统相互融合,诞生出泛在电力物联网。近年来,本刊陆续收到大量有关电力物联网的精彩论文。本期“泛在电力物联网应用”专题将重点聚焦于泛在电力物联网的宏观论述与基础应用。本次专题精选以下5篇文章:《从智能电网、物联网到泛在电力物联网》《边缘计算和深度学习的智能电网短期负荷预测研究》《边缘计算的配电网信息物理系统研究》《混沌加密的电网数据安全传输系统设计》以及《基于OpenWRT的5G融合通信网关设计》。本刊后续还将发布更多精选文章,敬请关注!

Nordic增强对nRF9160 SiP蜂窝物联网客户的商业支持

nRF云定位服务建立在Nordic多功能蜂窝物联网连接使能器--nRF云之上。当Nordic客户的基于nRF9160 SiP蜂窝物联网产品部署完成后,便可以通过nRF云定位服务访问整个商业定位服务模型。nRF云还将为这些客户的已部署设备提供无线固件(FOTA)更新。

实时嵌入式应用的锂电池新型SOH估计方法

提出了一种既考虑容量退化、又考虑内阻增长的SOH估计方法,用嵌入式系统中可以直接测量且计算不那么复杂的健康指标来表示。估计结果表明,该方法提高了估计精度47.59%以上,平均减少了29.20%的推理时间。在一个实际的嵌入式系统上使用多个数据集进行了所有测试,以验证所提方法的准确性和有效性。

基于高层次综合的SVPWM算法设计与验证

针对多电机高速并行控制需求,以Xilinx的K7系列FPGA为主控平台,在Vivado开发环境中,采用高层次综合(High Level Synthesis,HLS)技术,搭建永磁同步电机系统电流环及SVPWM算法IP核,结合模拟量采集和PWM输出IP核,实现了全并行化的电机控制系统算法,建立了仿真模型,对算法的精度、资源消耗、实时性等指标进行了分析与优化,搭建了硬件平台,与基于嵌入式C程序设计的算法进行同步输出对比。结果表明,该设计方案计算准确、性能更优、开发效率高、维护方便,能够应用于多电机并行控制、高频控制产品。

口罩佩戴检测和社交安全距离预警巡查车设计

本文设计了一辆口罩佩戴检测和社交安全距离预警自主巡查车,上位机以树莓派4B作为巡查车系统的运算和控制中心,通过外接摄像头采集周围视频信息,利用PyramidBox模型检测视频中的人脸是否佩戴口罩,同时进行YOLOv3行人检测,计算行人间距离,从而提醒保持安全社交距离。驱动控制层则以STM32为核心,利用蓝牙作为直接控制信号,可以自动按照预定路线或者手动控制方式巡查。实验结果证明,该车不但能够检测行人是否正确佩戴口罩,而且能够检测人们之间的社交距离并及时进行声光预警。

图像增强的智能变电站表盘识别方法研究

针对传统变电站表盘识别方法误差较大的问题,设计了一种新型表盘图像识别方法,通过直方图均衡算法对CMOS采集的变电站表盘图像信息进行处理,提高图像对比度,使表盘图像识别更加精准,利用高效(Hough)变换指针检测法减少表盘识别过程中产生的误差,使识别误差波形更加稳定,保证表盘识别数据的准确性。最后通过Visual计算机仿真软件对本研究与传统方法进行误差分析仿真比较发现,本研究误差波形更加稳定,基本稳定在0.2%,传统识别方法在0.1%~0.8%之间波动,证明了本设计方法的可行性。

Dialog半导体推出新一代超低功耗Wi-Fi SoC

Wi-Fi已经有20多年的历史,广泛应用在人们的生活中,那为什么Wi-Fi并未完全覆盖所有的应用呢?这是因为Wi-Fi有一个致命的弱点——功耗问题。为电池供电的设备提供Wi-Fi,不仅要延长电池续航时间,而且要将低功耗和始终保持联网的功能完美结合,从而帮助IoT开发人员解锁智能设备的全部潜力。针对物联网市场迫切需要的技术突破,Dialog推出了高度集成、超低功耗的Wi-Fi网络SoC芯片DA16200,以及两款利用Dialog VirtualZero技术的模块,为Wi-Fi联网、电池供电的IoT设备提供突破性电池续航能力。

TI电源管理技术为工业设计提供创新动力

随着智能制造的进一步发展,全球对信息交换和互联互通的需求与日俱增,具有扩展功能的电力电子器件需要满足不断增长的功率需求,对分布式电源管理的需求也比以往任何时候都更加迫切,而这些需求都离不开高功率密度的电源器件。作为电源解决方案的行业领导者,德州仪器(TI)基于深厚的电源管理技术及创新经验,持续推出实现高功率密度系列产品,借助提高功率密度,在降低系统成本的同时实现了更多系统功能。