一种高效的稀疏卷积神经网络加速器的设计与实现

针对卷积神经网络计算硬件化实现困难的问题,之前大部分卷积神经网络加速器的设计都集中于解决计算性能和带宽瓶颈,忽视了卷积神经网络稀疏性对加速器设计的重要意义,近来少量的能够利用稀疏性的卷积神经网络加速器设计也往往难以同时兼顾计算灵活度、并行效率和资源开销。本文首先比较了不同并行展开方式对利用稀疏性的影响,分析了利用稀疏性的不同方法,然后提出了一种能够利用激活稀疏性加速卷积神经网络计算的同时,相比于同领域其他设计,并行效率更高、额外资源开销更小的并行展开方法,最后完成了这种卷积神经网络加速器的设计并在FPGA上实现。研究结果表明:运行VGG-16网络,在ImageNet数据集下,该并行展开方法实现的稀疏卷积神经网络加速器和使用相同器件的稠密网络设计相比,卷积性能提升了108.8%,整体性能提升了164.6%,具有明显的性能优势。     

一种面向室内环境变动的人员目标无源定位算法

现有的基于接收信号强度(RSS)的人员目标无源室内定位算法在定位环境变动的情况下难以兼顾人工工作量、时间消耗和定位准确率。针对这个问题,本文提出了基于迁移聚类和坐标融合的变分自编码器(FusVAE)的室内环境变动下人员目标无源定位算法。在环境变动后,采集少量无标签RSS样本,然后使用本文提出的基于度量学习的半监督模糊C均值聚类(SFCMML)对其进行精确聚类和标签标注,对原有的定位模型进行重训练,只需很小的人工和时间代价就可以使原定位模型在新环境下也具有较高的定位准确率。同时,针对变动后环境下采集RSS样本较少的问题,本文提出了基于坐标融合的变分自编码器(FusVAE),对新环境下的RSS样本进行数据增强,丰富了RSS样本的数量和质量,提高了定位模型的泛化能力。实验结果表明,在环境变动的情况下,本文提出的算法的平均定位准确率可达88.6%,和同领域同类型算法相比,具有较高的定位精度和较好的环境变动适应性,更适用于变动环境下的人员目标无源室内定位问题。     

面向植入式射频识别的超低功耗温度传感器

针对应用于动物体温检测的植入式射频识别标签(RFID),设计了一种超低功耗的温度传感器。采用差分延时线结构和差分型电压电流转换器,增大了时间随温度的变化率,提高了温度传感器的分辨率和精度。基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,采用Cadence SpectreVerilog进行仿真。结果表明,在TT、FF和SS工艺角下,当温度范围为35 ℃~45 ℃时,温度传感器的分辨率为0.03 ℃/LSB,误差为±0.2 ℃,功耗为600 nW,测温时间为1 ms。该温度传感器满足应用于动物体温检测的植入式RFID的要求。     

抑制心电信号中工频干扰的滤波采样系统设计

针对心电信号采集过程中易受工频信号干扰的问题,设计了一种高衰减倍数的滤波采样系统.以XC3SD3400A芯片为主控单元,陷波模块和滤波模块依次对心电信号滤波,采用16位AD7656采样滤波,并将数据缓存后通过通用串口总线(USB)传输至上位机处理.定性和定量分析结果表明:系统能够将工频噪声衰减300倍,且输出信噪比有较大的提升,具有噪声高衰减、有用信息低损失、高精度采样等优点.     

特种纸张的印刷特性浅析

<正>笔者从事出版印刷设计工作十年以来,长期和纸张特别是特种纸打交道,对其"秉性"算是有了一些了解。我的感受是,如果摸清了纸张的"脾气",在工作中就会得心应手、如鱼得水。首先从一个实例说起。同样是2     

重离子治癌加速器高速实时数据传输系统研制

分析了重离子治癌专用加速器对部分同步数据和过程数据的传输要求,提出并实现了一种高速率、可纠错、远距离的实时数据传输系统,以提高加速器同步和控制的效率和可靠性。系统优化了传统系统的硬件配置和布局。采用PXI、FPGA、SDRAM与远距离千兆光纤模块相结合的系统构架,替代了原数据传输过程中低速、近距离、抗干扰性不强的数据通路和处理器件。软件上,通过对两片FPGA的编程,在系统后端实现了PXI接口和DMA相结合的方式与加速器服务器进行数据交互;在系统前端实现了800 MHz载波100 MHz基带信号的实时、远程、高速串行帧传输。通过该数据传输系统,保证新加速器系统的同步事例、电源波形等实时数据在服务器和远端控制器之间的高效传输。     

助听器芯片中的采样率变换数字滤波器设计

分析了助听器芯片中Σ-Δ ADC的降采样滤波器、上采样滤波器的原理及实现技术。优化滤波器结构和滤波器系数,降低了芯片面积。采用可编程配置的滤波器系数,实现通带平坦度与过渡带带宽、采样率之间的动态切换。采用SMIC 130 nm 1P8M CMOS工艺进行了MPW流片验证。结果表明,该滤波器可支持16 kHz、32 kHz采样率,满足不同采样率助听器DSP的需求。级联后滤波器的通带纹波为0.001 dB,阻带衰减达80 dB,群延时之和最大值为3.877 ms,满足助听器信号转换电路的要求。     

一种面向植入式RFID标签的温度传感器

针对动物体温测量,提出一种新型测温方法,并设计了一种面向植入式RFID标签的温度传感器。首先介绍了传感前端电路,然后介绍了缩放型模数转换器的设计,最后采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,对该温度传感器进行了仿真。仿真结果表明,在1.8 V工作电压下,平均电流为4.5 μA,单次温度转换时间为1.8 ms,在25 ℃~45 ℃范围内,温度误差为±0.2 ℃。