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                2021年  第38卷  第2期

                显示方式:
                基于局部方差的QRS波群和R峰检测算法
                赵恺, 晏炜宏, 李永福
                2021, 38(2): 1-6.
                摘要(212) HTML (102) PDF (17)
                摘要:

                在与心电图相关的前沿应用中,需要获得心电图中QRS波群和R峰的准确位置,但现有的QRS波群检测算法︼在干扰条件下准确度不足.针对这个问题,提出了一种能准确检测QRS波群和R峰的方法.该方法先使用一种基于局部方差的非线性变换对心电图中的QRS波群进行增强,然后基于已被检测到的QRS波群的信息来设置动态阈值找出新》的QRS波群,最后,一种准确的R峰识别方法被用来找到R峰的位置.相对于★现有的算法,该算法在多个开源心电数据库上达到了较高的性能,并对QT数据库达到99.98%的灵敏度,99.94%的真阳率,和0.08%的误检率.

                一种高性能极化码Fast-SSC译码器设▅计
                林青, 杜高明, 戴吴骏, 王晓蕾
                2021, 38(2): 7-13, 18.
                摘要(255) HTML (121) PDF (15)
                摘要:

                为了进一步降低无线通信系统中信道编码极化码Fast-SSC译码器的译码延迟和硬件资源消耗,本文提出了两种对Fast-SSC译码算法的优化方法,基于FPGA硬件实现了码长N=1 024优化的Fast-SSC译码器.基于Fast-SSC译码树上的四种︻特殊结点Rate0、Rate1、Rep和SPC,提出分别以Rate0结点和Rep结点为基础进行组合型特殊结点的拓展,使译码树上的特殊结点类型由原来的四种增加至十种以上,进一步加快了搜索译码树的速度;提出存储器资源复用的方法,相同译码〒树深度的结点使用相同的存储空间.综合结果表明最大工作频率为169 MHz,译码延迟为1.71 μs,数据吞吐△率为599 Mbps,存储器消↑耗为14.8 Kbit,有效提升了Fast-SSC译码器的整体性能.

                组合SSR改正数实时精密单点定位性能研究
                刘亚, 何文涛
                2021, 38(2): 14-18.
                摘要(156) HTML (104) PDF (6)
                摘要:

                实时精密』单点定位精度很大程度上取决于卐轨道及钟差精度,本文通过组合SSR改正数结合●广播星历的方式为实时精密单点定位提供了高精度、稳定的卫星轨道及钟差.相较于单SSR改正源来说,卫星轨道及钟差改正数据缺失〓率分别下降0.39 %和2.14 %.最后通过对3测站7天观测数据进行精密单点定位分析,在静态定@位模式下最快收敛时间在20 min以内,定位◥精度优于2 cm甚至是毫米级,动态模式下定位精度为分米级.

                一种可重构多核系统的仿真加速方案
                牛云鹏, 张多利, 唐旭, 宋宇鲲
                2021, 38(2): 19-24.
                摘要(142) HTML (78) PDF (4)
                摘要:

                针对可重构多核系统∏多任务仿真耗时长、并发性差的问⊙题,提供了一种分层的、以资源请求异步响应为特点的松ξ 耦合多精度多线程系统建模方案.采用此方案的系统模型在任务仿真时,不仅能够提供寄存器级的实时数据反馈,同时也具有优异▲的任务并发性能.实验显示,相对于传统上位机软件数据收集和计算,该模拟器周期预测相对误差小于3%,模拟计算相对◣误差小于2e-5,仿真耗时最大缩短73.52%;在启用任务异步响应优化后,任务并行度平均提升28.21%.该设计在硬件目标系统的快速性能评估方面具有良好的实用价值.

                一种前后向多回声核隐藏算法
                何禹洪, 陈雨, 杜婷婷
                2021, 38(2): 25-29.
                摘要(119) HTML (98) PDF (3)
                摘要:

                数字音频水印是保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护等的有效办法.多回声核隐藏算法的信息隐藏能力较强,并且具有良好的不可感知性,但后向回声个数的增多所带来的问题是后向回声之间干扰大,导致系统误码率增加,系统鲁棒性能下降.本文提出一种前后向多回声核隐藏算法,在多回声核隐藏算法的基础上引入前向回声,利用前向回声在倒频谱里对延迟点位置处幅度的增强来降低误码率和改善系统的鲁棒性能.结果表明:所提出的改进算法误码率相比多回声核№隐藏算法下降22个百分点,且具有更好的鲁棒性能和不可感知性.

                一种2D权值固定数据流架构的研究
                程智, 杨靓, 王硕, 娄冕
                2021, 38(2): 30-33.
                摘要(771) HTML (498) PDF (102)
                摘要:

                随着人工智能算法的发展,卷积神经网络(CNN)在图像、音频等方面的◇应用越来越广泛,CNN算法的计算量也越来越大.权值固定数据流(WS)将权值固定在寄存器中,是一种最大化利用卷积重用和filter重用的数据流.不过当前的权值固定数据流♂结构存在建立流水线时间过长的问题.本文研究了一种去除PE(Process Element)行之间的FIFO,用加法器连接PE行的2D权值固定数据流结构.这种2D权值固定的数据流结■构计算AlexNet时减少了近2.7倍建立流水线时间,并且能够灵活地调整卷积步长.

                一Ψ 种应用于AMOLED显示驱动芯片的伽马校正电路
                宇跃峰, 尹勇生, 谢熙明, 权磊, 贾晨
                2021, 38(2): 34-39.
                摘要(344) HTML (197) PDF (47)
                摘要:

                基于UMC80nm工艺,本文采用非线性数据变换结合线性DAC的结构,设计了一』种应用于1080 p分辨率AMOLED显示驱动的伽马校正电路.其中,非线性变换电路采用分段线性拟合的方法设计;DAC位宽设计为11 bit,采用“6+5”两级结构;第一级为阻值相等的电阻串组成的6 bit二进制加权DAC,第二级DAC设计为class-AB输出的插值运放结构,不仅作为11 bit DAC一部分,还用于驱动R、G、B像素电路,节省了芯片面积.对电路进行Spectre仿真,非线性数据转换误差为0.77%,11 bit DAC的INL最大为+0.33LSB/-0.51LSB,DNL最大为+0.24LSB/-0.16LSB,整体伽马校正电路的误差为0.96%,满足1080 p分辨率AMOLED驱动芯片的需求,具有一定的应用价值.

                一种改进的小波阈值去噪算法
                杜诗强, 宋宇鲲, 张玄, 张多利
                2021, 38(2): 40-46.
                摘要(180) HTML (70) PDF (28)
                摘要:

                小波变换具有低熵性、多分辨率性和去相关性等优点,在信号去噪方面得到广泛应用.本文在传统小波阈值去噪算法的基础上,结合已有改进的阈值函数和阈值选取方式,提出一种改进的小波阈值去噪算法.改进阈值函数具有更好的连续性和更小的系数偏差;新的阈值选取方式结合了信号的Lipschitz特性,具有更高的噪声信号去除率.通过去噪仿真实验表明,改进的小波阈值去噪算法在信噪比(SNR)和均方误差(MSE)上相较于传统算法提升了14.4%和58.3%,相较于已有算法提升了8.4%和36.5%,具有更优的去噪效果,证明了本文提出的去噪╲算法的性能优势和工程应用价值.

                改进的物理层控制信道极化码译码算法研究
                梁艳
                2021, 38(2): 47-51.
                摘要(871) HTML (165) PDF (27)
                摘要:

                为了提高物理层下行控制信道(Physical Downlink control channel PDCCH)极化码译码的吞吐率,降低复杂度,减少第五〖代无线通信终端的设计面积,本文提出了一种适用于半导体芯片设计的极化码译码算法.鉴于PDCCH携带的控制信息需要◣盲解的特性,本文采用分布式循环冗余校验辅助串行抵消表的方法研究了PDCCH的Polar译码过程.通过路径排序和分布式CRC校验比特早停功能,对路径进行优化选择,简化了Polar译码的复杂度;提出并行模块组的改进译码方法⌒ 减小了芯片设计面积.仿真结果表明该方法不仅降低了复杂度,而且保证了译码性能.

                基于DBAF算法的MongoDB负载均衡策略
                冯国军, 贺占庄, 吕瑛
                2021, 38(2): 52-55, 61.
                摘要(298) HTML (190) PDF (23)
                摘要:

                面对高速发展的物联网产业所带来的数据爆发式增长的问题,NoSQL能比较好的处理海量数据.本文选取NoSQL家族中比较典型的MongoDB开展了研究.分析了MongoDB的工作机制,针对当前其负载均衡算法的未考虑数据块访问频率的问题,提出了一种基于数据块访问频率(DBAF)算法的负载均衡策略.实验结果表明该新算法可以有效提高系统的并发读写性能.

                基于HLS的弹载相机坏点检测校正模块设计
                田宗浩, 刘桢, 陈栋
                2021, 38(2): 56-61.
                摘要(87) HTML (58) PDF (3)
                摘要:

                为减少弹载图像传感器在生产、储存以及工作过程中产生的坏点,本文分析了坏点的成因和固有特性,提出了一种改进FAST角点检测的坏点检测校正算法.算法通过降低检测核半径和设定动态判断阈值等方法提高坏点检测的准确率,减少角点误检数量,并提高对连续坏点及边缘坏点的适应性,能在校正坏点的同时保留图像中的角点和边缘特征.利用Vivado HLS高层次综合工具,实现坏点检测校正算法的并行流水线设计,使资源消耗和时序达到最优;将综合生成的坏点检测校正IP核移植到PL端实现,实现弹载相机坏点的实时矫正.

                一种具有工艺补偿的低功耗CMOS参∞考电流源
                李阳军, 杨艳军, 陈鸣, 张成彬
                2021, 38(2): 62-65.
                摘要(168) HTML (97) PDF (19)
                摘要:

                为了减小工艺对电流源温度系数的影响,本文提出了一种CTAT电压产生电路,能够产生温度系数对工艺不敏感的CTAT电压;结合温度系数对工艺不敏感的片上电阻,设计了一种具有工艺补偿的参考电流源.参考电流源」电路基于0.18 μm CMOS工艺设计,电源电压为1.8 V,版图面积为100 μm*130 μm.后仿真结果表♀明,tt工艺角下输出参考电↘流为32.5 nA,整个参考电流源电路消耗电流162 nA;在-40-125℃温度范围内,tt、ff和ss工艺角下的温度系数分别为39 ppm/℃、45 ppm/℃和35 ppm/℃.

                一种XDL网表电路到有向█超图的转换系统
                冷明, 孙凌宇, 郭晨
                2021, 38(2): 66-71.
                摘要(153) HTML (115) PDF (8)
                摘要:

                FPGA电路网表的XDL描述文件,不仅能通过解析来抽取FPGA设计的Inst电路单元和Net电路信号,而且能用于构》建FPGA电路网表中信号传播的抽象数学模型.本文通过有向超图来构建FPGA电路网表中信号的前向拓扑关系,其中FPGA电路单元的有效管脚表示为超图结点,管脚间的外部连线、管脚内的电路逻≡辑功能表示为有向超边.进而,本文阐述了XDL网表级电路描述文件到有向超图的转换流程,给出了XDL网表级电路描述文件编译所需的EBNF表达式、XDL网表级电路到有向超图的转换算法.最后,本文基于RapidSmith开源软件和Java语言实现了转换系统,并选用基于Xilinx公司的Virtex-4型号FPGA的测试用例,实现了XDL网表级电路描述文件转换至有向超图,验证了XDL网表级电路描述文件到有向超图转换系统的有效性和正确性.

                8~14 GHz SiGe BiCMOS宽带功率放大器
                罗将, 何环环, 王锋, 周中杰, 童伟, 李健康, 苏国东
                2021, 38(2): 72-76.
                摘要(149) HTML (69) PDF (9)
                摘要:

                基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,实现了一个8~14 GHz的宽带功率放大器芯片.通过采用增益分布技术有效地拓展了放大器的工作带宽而又不会显著恶化增益;利用基于变压器的功率合成技术,显著地提高了放大器的输出功率.测试结果表明,放大器获得了27 dB的峰值增益,6 GHz的3dB带宽,其中带宽比为54.5%.在3dB范围内,放大器获得了17.5~20.5 dBm的饱和输出功率,以及12~18%的附加效率.包含压焊盘在内的芯片约为1.0 mm2.

                新型CMOS大数逻辑№门电路的设计
                张楠, 王艳, 郭靖
                2021, 38(2): 77-82.
                摘要(161) HTML (68) PDF (10)
                摘要:

                一步大数逻辑可译码(One-Step Majority Logic Decodable,OS-MLD)可用来促进存储器恢复单粒子翻转引起的软♂错误.其中,大数逻辑门(Majority Logic Gate,MLG)在译码电路中起着非常重要的作用,然而目前已提出的MLG电路需要极大的硬件开销.针对这一问题,本文提出一种新型MLG电路,该电路由PMOS管构成※的上拉网络、NMOS管构成的下↘拉网络以及一个反相器构成.利用Cadence软件进行仿真验证可知,该电路不仅能够实现正常的大数逻辑功能,在功耗、延时、面积等性能指标方面也均优于现有的电路结构.同时,将所设计的MLG应用到OS-MLD中,结果表明,所提出的MLG对于该编码应用是有效▼的.