时间感知整形(Time Aware Shaper, TAS)是时间敏感网络(Time-Sensitive Network, TSN)的关键◎机制, 对于TAS的研究与实现具有重要意义.基于多核网络处理器设计了TAS机制功能模块结构和TAS引擎处理流程, 针对由于内核时钟与PTP(Precision Time Protocol)时钟存在误差而导致的时隙长度偏差问题, 提出了调整保护时隙算法来校正时隙.最后, 基于Cavium多核网络①处理器实现了TAS机制, 实验结果↙表明:TAS机制可以按照预配置时隙发包; 增加保护时隙调整, 可以有效的校正时隙误差, 增加TAS机制的鲁棒性.

为了克服QCA Designer在设计上的缺陷, 提出了一个QCA电路仿真软件框架, 并在此框架之上对"双稳态"和"相干矢量"算法进行了重新实现.为了验证该框架的可扩展性, 利用该框架实现了一个QCA电路功耗分析算法.

本文提出一种基于对数※似然比的预判机制, 根据每层对数似然比符号直接判决分裂成"1"或者"0"和固定比特层直接分裂成已知比特, 旨在减少路径分裂以及通过直接继承上一层路径度量值的方式, 移除冗余的路径度量值计算.基于该机制, 我们设计码长N=1 024, 码率R=0.5, 列表宽度L=2的VLSI硬件架构.实验▼结果表明, 其工作频率在384 MHz下, 能达到约160 Mbps的吞吐率, 延迟降低约51%.

为改善基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide, SIW)滤波器的有效尺寸和插入损耗, 提出了一种新型的八分之一模基片集成波导(Eighth-Mode Substrate Integrated Waveguide, EMSIW)带通滤波器.采用八分之一模基片集成波导作为腔体, 并使用双层PCB结构, 可使滤波」器较原始尺寸减少90%以上; 利用其边缘效应, 以缝隙耦合的方式实现电磁能量传输, 改善插入损耗; 通过设计腔体间的交叉耦合结构, 使通带两侧处各引入一个传输零点, 提高其选择性和带外抑制水平.仿真结果表明, 滤波器的中心频率】为3.9 GHz, 插入损耗为1.06 dB, 且有效尺寸仅为9 mm×9 mm, 在0~8 GHz的频谱范围内带外抑制均大于40 dB.

本文设计了基于FPGA的万兆以太网链路传输系统.对现有七层OSI模型进行简化, 设计了五层网络传输模型, 并深入研究了传输╳层、网络层和数据链路层.实现了完备的UDP/IP协议、ARP协议和万兆数据链路层MAC控制器, UDP/IP协议实现了数据的封装与解封, ARP协议解决了IP地址与MAC地址映射的问题, 方便大规模的系统级联.使用重①复的CRC校验单元, 实现了CRC校验零延迟, 加快了数据的传输过程.基于Xilinx的Kintex UltraScale器件进行了系统设计实现, 并使用MC02开发板进行了系统功能测试.

阻抗变换器是实现现代无线通信系统中宽带功率放大器设计的重要一环.提出了一种基于传输矩阵的勒让德阻抗变换器设计方法.该方法结合归一化的传输矩阵(?参量矩阵)理论完成Ψ 了勒让德阻抗变换器的公式推导和设计步骤.并结合MATLAB, ADS(Advanced Design System)联合设计了阻抗变比为4, 相对带宽高达66.7%的三阶勒让德阻抗变换器.该三阶勒让德阻抗变换器带内衰减量L小于0.013 dB, 实际带宽为2 GHz.

为了解决海量数据的高速传输问题, 本文以AXIe(Advanced TCA Extensions for Instrumentation)总线为传输架构, 重点设计数据的高速缓存和传输接口, 并设计时间交织数据采集模块完成AXIe数据采集传输接口验证.通过两片ADC实现时间交织数据采样功能, 将DDR3作为数据的深存储单元, 采用PCI Express实现数据高速传输.在FPGA上完成设计, 使用ILA嵌入式逻辑分析仪进行功能验证.结果表明, 该设计能很好地实现交织采样功能, 完成基于AXIe总线的数据传输.

为提高飞机作战能力和性能, IMA核心系统将应用于未来飞△机的任务组织、功能集成和系统管理.在IMA系统、机载计算研究基础上, 提出了一种以时间触发FC(TTFC)网络为统一数据网络的分布式模块化综合航空电子系统(DMIA)架构模型, 结合IMA2G系统需求和组成特点分析, 进行了新一代IMA核心系统的多核处理、TTFC网络、系统管理与重构关键技术及应用解决方案研究, 并通过原型系统研制和试验进行了验证.结果表明:DMIA架构模型及关键●技术性能满足系统需求, 为新型飞机IMA系统研制奠定基础.

可计算无线射频识别(CRFID)标签与阅读器通信过程中, 常因能量不足以执行完所有任务, 导致任务错过截止期, 大量数据传输失败, 造成时间和能量的浪费.针对这一问题, 建立了CRFID标签的能量接收和消耗模型, 提出可预测能量的任务调度算法PE-EDF.该算法将能量管理和任务调度相结合, 大大减少了数据传输失败的概率, 可靠性至少提高55%.又针对阅读器和多个CRFID通信过程中存在的冲突问题, 通过求解阅读器最佳停留位置, 提出无碰撞通信∩算法CFC, 使得总通信时间减少25%, 优化二者之间通信碰撞.

提出了一种应用于生物电信号采集的低噪声仪表放大器, 该电路采用带有米勒补偿的三级电流反馈结构来实现高共模抑制比, 采用╳两级斩波结构显著减少1/f噪声和直流失调(DC offset), 采用二阶Sallen-Key低通滤波器消除了由于斩波开关引入的输出纹波(Ripple).该电路采用SMIC 0.13 μm CMOS工艺进行设计, 在1.2 V电源电压下消耗电流为48 μA, 输入参考噪声功率谱密度(PSD)为26 nV/rtHz, 噪声效率因子(NEF)值为6.4, 共模抑制↘比为114 dB.仿真结果表明, 在第一谐波处, 该电路将高频输出纹波降低了1/43倍.

针对非均匀照度图像中对比度和清晰度低的问题, 提出了一种基于参数模糊变换的图像对比度增强算法, 能够极大改善图像的主观和客观品质.该算法首先将彩色图像从RGB空间转换成HSV和LUV颜色空间, 其次在LUV空间上利用模糊变换平滑原始图像的亮度分布, 为了增强图像的对比度和提高暗卐区的细节, 在隶属度函数中引入一个与HSV空间值层有关的参数, 然后在HSV空间值层中采用像素加权策略用来保留大量纹理信息, 最后将平滑的图像与加权的图像在HSV空间上进行组合, 并转换回RGB空间, 得到保留有自然度的高质量增强图像.实验结果表明, 所提方法能够有效增强非均匀照度图像对比度, 且整体性能要优于其他算法.

概括针对扑翼飞行器这类模型不精确的非线性系统, 提出了一种能实现扑翼飞行器的姿态控制方法.由于外部复杂环境带来的各种干扰和模型不确定性, 基于滑模变结构控制实现了一种双环跟踪调节的姿态控制, 其中还引入了李雅普诺夫函数.在扑翼状态下, 顺利达成俯仰、偏航、滚转等目标姿态, 并通过内外环设计克服了传统滑模控制的开关函数引起的抖振问题.MATLAB仿真结果表明该控制方式能迅速减小欧拉角偏差, 改善动态响◎应特性、具有良好的鲁棒性且提高了姿态调整的精确性.

提出了一种改进的A-KAZE算法, 利用非线性扩散滤波策略改善了传统高斯核函数构建尺度空间的不足, 在实现局部自适应滤除细节的同时保留了目标的边界, 且检测到的特征点具有尺度不变性; 结合特征点主方＠向和改进的BRIEF描述子解决了匹配中旋转不变性的问题, 以二进制编码形式缩短了匹配时间, 并分别在室内和室外环境下进行特征点匹配实验, 与ORB、BRISK等算法进行了比较, 结果证明改进的算法结合了A-KAZE与BRIEF算法的优势, 实现了〓高准确率和高效的图像特征点匹配.

开关变换器由于其低功耗, 输出电压可变等优势, 广泛应用于电源管理领域, 然而随着工艺的发展, 为了提高变换器的转换效率.使用动态偏置技术与死区时间控制技术, 结合一款基于电压模式的BUCK DC-DC转换器进行仿真验◣证.降低开关变换器中功率管的导通损耗与交叠损耗, 降低整体功耗, 提高整体转换效率.实现了输入3.6V, 负载电流200mA情况下最优, 转换效率为91.67%, 改善了性能指标.

能耗是制约微处理器发展的瓶颈之一, 近似计算技术能够放松对精度的要求提高能效性.不同的应用程序对精度的需求各不相同, 但现有技术选择近似程度时没有考虑程序需求, 因而无法保证达到最优的能效性.针对上述问题本文提出了体系结构特征参数指导的近似计算技术, 建立了体系结构参数同近似敏感度之间的联系, 通过机器学习方法选择对近似影响较大的参数, 利用分类决策树建立区分程序近似敏感度的分析模型, 并基于分析结果指导近似程度的选择.实验结果显示, 本文的方法能够为不同程序选择合适的近似程度, 实现计算精度和能效性的折中优化.

针对基本鲸鱼优化算法在非线性优化问题中存在的收敛精度低、易陷入局部最优解的问题, 提出一种融合动态概率阈值和自适应变异的鲸鱼优化算法.首先, 利用Fuch混沌和反向学习生成均匀的初始种群; 其次, 设计基于双曲余弦函数的动态调整概率阈值以协调算法全局搜索与局部开采能力, 采用可变权重对鲸鱼位置更新公式修正, 提高收敛速度和精度; 最后, 对鲸鱼精英个体引入自适应变异策略, 以避♀免算法陷入局部最优解而搜索停滞.对13个基准测试函数仿真实验, 结果表明, 与基本GWO算法、PSO算法以及鲸鱼优化算法相比, 该算ξ　法具有更好的求解精度、收敛速度.

针对无线传感器网络分簇不合理、路径寻优性Ψ 能不佳等问题, 提出了改进引力搜索算法的分环路由协议(IGSAR).首先对节点覆盖的区域进行分环, 并给出各环内每个簇的成员节点数, 节点通过记录接收的邻居『节点信号个数, 达到设定值后宣布成簇, 然后在簇内选举簇头; 簇间路由采用引力搜索算法寻找最优路径, 同时引入动态权重优化搜索算法, 以多跳的方式将数据传输到汇聚节点.仿真结果证明:IGSAR协议在簇头能耗的均衡性和节点能量的利用↓方面均优于EEUC协议、RCANND协议.

为了提高人体运动图像的目标模糊式识别精度以及计算性能, 提出基于傅里叶变换的人体运动图像的目标模糊模式识别算法.根据Hu-Fourier特征描述子, 能够准确提取出人体运动图像目标区域的轮廓特征.在上述基础上, 对目标区域〓进行滑动窗口检测, 匹配人体不同部位的模型, 将得到的反馈信息通过树形结构进行人体建模, 实现人体运动图像的目标模糊模式识别.实验结果表明, 所提算法能够在准确性较高的情况下, 相比传统算法提高了所提算法的识别速度, 并且能够满足实时进行监控的需求.

针对当前设计方法无法实现激光制导混合信号准确分选的问题, 提出一种基于度自编码网络的激光制导混合信号分选系统设计方法, 设计了包括激光制导信号接收、处理、分选、合并编批以及分选结果发送模块, 形成了一套完整的系统软件操作流程; 并对包含译码电路∴、锁存电路、信号缓存◣电路、及激光制导信号上传电路, 以及外围辅助电路的系统分选器进行设计, 实现了激光制导混合信号分选系统最终设计.实验结果证明, 所提方法能够准确实现普通激光制导信号以及包括载频信号、脉宽信号、重频信号三种特殊激光＠制导信号的分选.