基于FPGA的高效可伸缩的MobileNet加速器实现

MobileNet网络是一种广泛应用于嵌入式领域的深度神经网络,为了解决其硬件实现效率低的问题,同时达到在不同硬件资源下具有一定可伸缩性,提出了基于FPGA的一款MobileNet网络加速器结构,针对网络的堆叠结构特性设计了三级流水的加速阵列,并实现了在0～4000乘法器开销下都达到70%以上的计算效率。最终在XILINX Zynq-7000 ZC706开发板上实现了MoblieNet网络加速器,在150 MHz工作频率下,可达到156 Gop/s的性能和61%的计算效率,计算效率高于其他MobileNet网络加速器的。     

基于FPGA的深度卷积神经网络优化压缩算法研究

针对现有海量数字图像信息落后,提出了新型的压缩算法,设计出基于FPGA的视频图像采集系统.应用深度卷积神经网络优化视频图像编码算法和聚类算法实现数据特征提取,将图像与距离信息作为深度卷积神经网络的输入与输出,并利用其特征提取能力学习图像特征的距离信息,提取深度卷积神经网络中的全连接层作为编码,通过迭代调整确定图像编码,完成图像压缩.应用测试结果显示,该算法具有较高效率优势,且图像压缩解码后质量较好.     

基于Pylinac的放射治疗QA数字化分析系统

目的: 建立放射治疗直线加速器质量保证(Quality Assurance, QA)标准化体系和数字化分析系统是提升放疗水平和质量的有效途径. 方法: 基于Pylinac函数库, 采用Django框架和MySQL数据库结构搭建QA数字化分析系统, 并通过临床测试来评价该系统的稳定性与实用性. 结果: 放射治疗QA数字化分析系统不仅有利于监控及回顾分析直线加速器的运行状况, 而且有效减少医用直线加速器QA流程中计算分析的时间, 同时该系统还有助于放疗科新入职物理师快速熟悉QA流程. 结论: QA数字化分析系统在简化QA工作流程, 提高工作效率的同时, 更对放射治疗直线加速器的治疗体系中QA标准化起到进一步推进作用.     

二氧化碳水合物稳定储存的影响因素研究进展

CO₂置换开采天然气水合物以及水合物法气体储运技术是当前科学家们研究的热点,而水合物的稳定性对其长时间储存和长距离运输至关重要。因此必须提高二氧化碳水合物储存能力和寻求水合物高效稳定的储存条件,然而科学家们发现一些促进剂可以使水合物在温和的条件下长时间存储。本文从“自保护”效应的3种机制、温度、压力以及粒径、促进剂和水合物形态这些因素分析了其对二氧化碳水合物稳定性的影响,证明气体水合物普遍在260~270K和0.1~0.4MPa的条件下稳定性较好,并且同种促进剂在冰点上下对水合物稳定性的影响不同,最后指出了水合物稳定性方面今后的研究方向。     

电子油门踏板的动态特性建模和实验研究

针对电子油门踏板输出信号非线性的问题,建立了电子油门踏板动态响应的数学模型和结构力学模型,并进行了仿真。分析了复位弹簧刚度和机构阻尼比对踏板动态响应的影响,并在电子油门踏板综合性能测试台上进行了动态响应的测试,获取了动态响应的量化数据。数据的结果显示所建立的模型基本正确,揭示了不同复位弹簧的刚度和机构阻尼比对其动态响应的非线性性的影响。     

一种新型磨床振动频率测量系统设计

设计了一种新型的磨床振动频率测量系统,采用MMA8451Q微加速度计作为测量元件,使用高性能低功耗单片机MSP430F5529作为控制核心。系统用滑动平均滤波算法对信号进行了降噪平滑处理,计算出振动数据的“虚拟过零点”,以此为基础计算出振动的频率。通过在标准振动源上的标定实验验证了滤波算法的有效性和频率测量的准确性,误差在0.2Hz以内,引用误差为0.25%。最后在曲轴磨床上进行了实际测量实验,得出测量结果和理论计算结果是吻合的,证明了系统的可行性。     

基于“嵩山”超级计算机系统的大规模管网仿真

供水管网仿真广泛应用于城市供水输配调度,是城市供水管网监测与维护的重要技术手段。由于在面向城市级的大规模管网中产生了海量的计算数据,因此在一般计算平台上无法满足管网仿真计算的算力需求。为提升城市级供水管网仿真的计算效率,提出一种有效的并行化方案。基于“嵩山”超级计算机系统采用中央处理器+数据缓存单元（CPU+DCU）架构,利用其在密集数据计算方面的优势,对“嵩山”超级计算机进行供水管网仿真。参照可移植性异构计算接口（HIP）异构编程模型,在“嵩山”超级计算机上实现供水管网仿真的异构计算,并结合管道数据分割方案,使用消息传递接口开启多进程以实现DCU加速数据通信传递。通过重定义数据类型解决计算过程中结构体传输问题,实现单节点内多DCU的大规模密集计算。在不同计算平台和多种计算策略仿真上的对比结果表明,与传统x86平台相比,该优化方案在小规模数据与大规模数据上的加速比分别达到5.269、10.760,与采用计算统一设备架构异构编程模型的传统GPU异构平台相比,计算性能有明显提高。     

基于处理器硅前性能验证平台的基准程序库设计方法

提出了一种新的适用于处理器的硅前性能验证平台的基准程序实现方法.方法的主要思想是利用现成的广泛使用的测试程序集合,通过降低工作负载,采用基于基本块的划分、归并方式,将多个基于相同特征点的代码片段作为一个基准检测点,这些抽象的检测点构成了基准程序库.该方法将复杂的处理器内部行为的一致性判断转换为性能的宏观统计分析,充分利用了已有的权威测试基准集,无需重新编写性能验证平台的基准程序,既扩大了验证程序的规模,又节省了大量的劳动,同时可以针对验证样本通过分析系统自动展开验证工作,减少了人工核对的工作量.     

Effect of electron irradiation on alternating current electrical properties of gelatin – cadmium sulfide nano-composite films

Gelatin was doped with 1 %, 3 %, 5 % and 10 % cadmium sulfide nanoparticles in weight concentrations forming the gelatin-cadmium sulfide nanocomposites and irradiated by various electron beam doses equals 50 kGy, 75 kGy, 100 kGy, and 150 kGy using 3 MeV – 3 mA electron accelerator. The applied alternating current electrical field frequency ranging from 70 Hz to 5 MHz is what caused the fluctuation in dielectric properties and alternating current electrical conductivity of these nanocomposites. The results showed that the films of 1 %, 3 %, 5 %, and 10 % for blank (nanocomposite film without electron beam irradiation) nanocomposites had the highest dielectric parameters (έ, ϵ′′, tan δ) at 0.5 kHz with values of (0.696, 0.0233, 0.034), (0.533, 0.0114, 0.0215), (0.402, 0.001196, 0.003), and (0.459, 0.00418, 0.0091), respectively. However, the lowest dielectric parameters were (0.645, 0.00618, 0.0066), (0.523, 0.00165, 0.0215), (0.417, 0.00035, 0.0008), and (0.455, 0.00066, 0.0015) at 5 MHz, respectively. The highest conductivity values for blank nanocomposites of 1 %, 3 %, 5 %, and 10 % were 1.79×10⁻⁴ S/m, 1.45×10⁻⁴ S/m, 1.16×10⁻⁴ S/m, 1.27×10⁻⁴ S/m at 5 MHz, and the lowest values were 1.92×10⁻⁸ S/m, 1.49×10⁻⁸ S/m, 1.13×10⁻⁸ S/m, 1.26×10⁻⁸ S/m at 0.5 kHz, respectively. For irradiated nanocomposites at 5 MHz, the dielectric constant order for 1 % was 100 kGy, 150 kGy, 50 kGy, and 75 kGy with values 0.63, 0.537, 0.532, and 0.523, respectively. For 10 % weight concentration, the order was 50 kGy, 100 kGy, 150 kGy, and 75 kGy with values 0.515, 0.477, 0.47, and 0.437, respectively. Otherwise the dielectric constant order for 3 % and 5 % was 100 kGy, 75 kGy, 150 kGy, and 50 kGy. The highest dielectric properties and conductivity values for blank and irradiated nanocomposites were observed at 100 kGy for 1 %, 3 %, and 5 %.     

区域填充扫描线算法的硬件设计与实现

在图形处理器(GPU)的研究中,提高图形加速器的描绘速度,特别是提高区域填充的效率是一个关键技术。采用软件实现区域填充,速度慢,限制了图形加速器效率的提高。本文采用一种改进的区域填充扫描线算法,设计了具体的硬件实现方法,并将其应用于一个完整的2D图形加速器系统,提高了加速器的效率,最终在Altera的cycloneII系列开发板上进行了验证。