基于光学向量矩阵乘法器的光学信息处理系统研究

光学向量-矩阵乘法器(OVMM)作为一种利 用光学方式进行向量-矩阵运算(VMM)的光学系统,由于采用天然具有高带宽、高并行性的 光学处理方式, 在海量数据处理领域极具潜力。本文实现了一套基于空间OVMM的光电混合 数字信号处理系统,采用自主设计实现的维度为16×16的空间OVMM作 为核心运算单元。实验结果显示,系统能够完成76.8G/s乘法累加 (MAC)运算,满足实时 数据处理对运算速度的需求。系统使用可编程逻辑器件(FPGA)作为电学协处理单元的核心组 成部分,因此具有可编程性,可以满足多种不同的应用需求。     

基于半导体光放大器的光学向量矩阵乘法器的实现方法

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的光学向量矩阵乘法器(OVMM)的实现方法。与传统的向量矩阵乘法器相比,本文方法采用的是非空间光的实现方案,且SOA的增益补偿作用可对计算所得的光功率进行校正,从而提高计算精度。对提出的方法进行了1×2向量与2×2矩阵乘法运算的实验验证,结果表明可以实现向量矩阵乘法器的运算功能。利用SOA的大范围增益可调特性,可有效提高信号动态范围,利于多路信号间均匀性的改善,且易于集成。     

基于实时声光空间光调制器的矩阵／向量乘法器的研究

本文报道了我们研制和设计的声光实时矩阵乘法器,该乘法器能在10μs内完成128×128复数矩阵和128复向量的乘法。输出向量精度为8比特。文中给出了各部分参数的选择,并讨论了提高系统性能的途经。     

基于实时声光空间光调制器的矩阵／向量乘法器的研究

本文报道了我们研制和设计的声光实时矩阵乘法器,该乘法器能在10μs内完成128×128复数矩阵和128复向量的乘法,输出向量精度为8比特。文中给出了各部分参数的选择,并讨论了提高系统性能的途径。     

一种基于静态分段补偿的近似乘法器设计北大核心

提出了一种基于静态分段补偿方法的近似乘法器。通过基于静态分段方法的Booth编码方法生成部分积阵列，并对生成的部分积阵列进行误差补偿优化以及近似压缩，以实现硬件性能和精度的折中。仿真结果显示，相比于综合工具生成的全精度乘法器，本设计在保持了较高精度水平的前提下，面积和功耗优化的比例达到了36.96%和35.95%。在图片边缘检测应用中，设计的峰值信噪比和结构相似性指标分别为26.10和98%,可见本设计在降低硬件资源消耗的同时，应用效果接近全精度乘法器。     

用于光学向量矩阵乘法器的光源阵列系统

对用于光学向量矩阵乘法器的16路阵列光源和驱动电路进行了系统的研究。提出了采用商用分布式反馈激光器（DFB）和16路光纤阵列耦合的方式构造阵列光源模块,并且在驱动电路中设计了功率反馈自校正调节算法, 解决了由于当前激光器制造工艺条件的限制而造成的各路激光器之间的阈值电流和P-I转换效率等参数差异问题。实现了光源系统各个通道间的输入向量数据和输出光强之间的一致性映射。实验结果证明,所研究开发的光源阵列不仅成本低,而且数据源信号的高频响应性能良好,保证了光学向量矩阵乘法器运算性能的稳定性和准确性。     

一种新颖的可重组乘法器设计

乘法器是数字信号处理和媒体处理中应用最多，硬件面积最大的执行部件。文章提出了一种新颖的可重组乘法器的设计方法，并与常规的可重组乘法器结构进行了比较。可重组乘法器可以通过控制分别完成32位、16位及8位乘法。     

一种基于FPGA的稀疏矩阵高效乘法器

基于稀疏矩阵的特点,提出了一种面向单精度浮点数的稀疏矩阵乘法硬件并行结构。该结构克服了通用矩阵乘法器在计算稀疏矩阵乘法过程中零值元素参与计算导致的运算效率较低和资源占用率较高的缺点。同时,设计的PE结构独立于运算对象,具有良好的扩展性。与其他学者的典型工作相比,该设计存储资源需求最低。实际测试结果表明,6维稀疏矩阵实例的计算性能达到107.73MFLOPS。     

基于矩阵乘法器的MP3解码优化设计

介绍了MP3解码器的工作原理,分析了各个解码环节的计算量和消耗时间。将MP3解码过程中耗时最多的子带综合滤波环节使用矩阵乘法器单元做了优化和改进,提出一种可大幅度提高MP3实时解码效率的软硬件协同设计方法,并在SoC仿真平台上得到实时验证,达到了较好的优化效果。由于SoC的设计方法比较灵活,可以根据实际需要设计硬件模块,所以该设计具有方便、灵活和可靠性高等特点,是工程实用价值较高的解码器。     

基于支持向量机的光寻址电位传感器温度补偿研究

针对光寻址电位传感器(LAPS,light addressable potentiometric sensor)测量精度易受温度 影响的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的LAPS温度补偿方法。根据在多温度条件下LAP S传感 器对缓冲液pH的实测数据,利用SVM建立LAPS温度补偿模型,通 过核函数把LAPS输出饱和光电流与温度间的非线性关系映射到高维特征空间,在高维空间中 用线性回归实 现该映射的非线性处理,对LAPS的温度特性进行非线性逼近,补偿温度对LAPS输出的影响。 实验结果表 明,在(20±1)、(20±2)和(20±5) ℃温度变化情况下,经过温度补偿后LAPS系统输出 pH的标准偏差 分别为补偿前的1/3、1/4和1/6,均小于0.05pH,LAPS 温度补偿算法可以明显补偿温度影响,提高LAPS的测量精度。     

一种应用于功率放大器的高精度温度补偿电路设计

提出一种应用于功率放大器的高精度温度补偿电路,采用硅二极管与电阻串并联的方法实现功率放大器的温度补偿,保证功率放大器在不同温度下均可以正常稳定地工作,且电路结构简单、易于调试。应用PCB板实现了具有温度补偿的功率放大器电路,测试结果表明在-40~80℃的温度范围内,功率放大器的静态电流只有3.8%的变化。因此该方法可以实现在较宽的温度范围内对功率放大器进行有效的高精度温度补偿,可以广泛应用于功率放大器、特别是对温度补偿量要求较高的功率放大器及大功率放大器的设计中。     

一种用于NAND闪存的奇偶位线块编程补偿算法

为改善数据保持干扰和编程干扰对NAND闪存可靠性的影响,提出了一种新的奇偶位线块编程补偿算法。该算法利用编程干扰效应来补偿由数据保持引起的阈值漂移,修复NAND闪存因数据保持产生的误码,提高了NAND闪存的可靠性。将该算法应用于编程擦除次数为3k次的1x-nm MLC NAND闪存。实验结果表明,在数据保持时间为1年的条件下,与传统奇偶交叉编程算法相比,采用该补偿算法的NAND闪存的误码降低了93%;与读串扰恢复算法相比,采用该补偿算法的NAND闪存的误码下降了38%。     

一种具有温度补偿的时钟振荡器设计

介绍了一种采用0.35μm CMOS工艺制作的具有温度补偿的时钟振荡器电路。从环形振荡器的基本原理出发,基于对CMOS工艺各种非理想性因素的分析,提出一种新型的工艺补偿电路,减小振荡器偏置电流随阈值电压的漂移;在延迟单元的设计中,引入NMOS交叉耦合对组成的交流负阻抗来进一步补偿PMOS迁移率随温度的变化,从而有效抑制输出频率随温度的变化。该振荡器电路用于MEMS加速度计读出电路芯片。样品电路测试结果表明,在-20~100℃温度范围内,时钟振荡器的频率仅变化38kHz。     

一种新型高精度温度补偿压力传感器

本文是根据晶体管的发射结偏压随温度变化的关系,将温度补偿晶体管代换扩散硅压力传感器中的温度补偿电阻,从而制出一种新型高精度温度补偿压力传感器.     

一种具有指数型温度补偿的带隙基准源

文章介绍了一种利用Bipolar管的电流增益随温度呈指数型变化的规律,对带隙基准进行温度补偿的指数型温度补偿技术。该电路具有温度补偿精度高、电路结构简单且能输出高电位电压基准等优点。采用0．8μm BiCMOS的工艺模型,在电源电压为12V的情况下模拟分析,该电路在-45℃ -+85℃的温度范围内具有较好的温度漂移抑制。     

利用支持向量机补偿温度对光纤光栅传感的影响

不同于以往温度、应变与光纤Bragg光栅(FBG)峰值波长偏移量之间的数学模型,本文提出利用支持向量机(SVM,support vector machine)补偿温度的影响,并以FBG压力传感器为例,利用标定的压力传感器数据对SVM模型的惩罚系数C和径向基核函数(RBF)核参数γ进行优化,得到SVM温度补偿模型,选择核参数γ为100、惩罚系数C为16。经过补偿后,压力传感器的零位温度系数和灵敏度温度系数由补偿前的34.5%/℃和34.2%/℃减小到1.7×10-5%/℃和7.7×10-5/%/℃。充分说明,利用SVM补偿温度对FBG压力传感器的影响是有效的。     

基于叠加型的温度补偿电流源的设计

提出了一个新型电流叠加型的温度补偿电流源的设计,通过新增加一条电流支路,对温度特性进行优化,使用简单的结构,达到了很好的温度特性和电源电压调整率。使用XFAB公司的0.6μm CMOS工艺模型,Cadence模拟验证结果表明,在-40~135℃范围内,温度系数为16ppm/℃;电源电压抑制比为77.2dB。该方案已经应用于AC/DC转换器芯片。     

一种新的高频泛音晶体振荡器温度补偿方法

提出了一种新的高频泛音晶体振荡器温度补偿的方法,它能克服了目前泛音晶振温补中均采用加电感和倍频的方法带来的稳定度下降和相噪恶化的缺点。该系统利用低频陶瓷振荡器的输出频率通过混频对高次泛音石英晶振进行温度补偿。系统采用微机控制开关电容阵,有利于集成。初步补偿结果表明,利用本文提出的补偿方法进行补偿的100MHz五次泛音石英晶体振荡器在0～70℃温度范围内频率-温度稳定性≤±2×10-6。     

一种性能优异的毫米波温度补偿电路设计

采用温度传感器电压控制毫米波电调二极管,设计了一种新的毫米波温度补偿电路,与放大器增益链路的常用几种温度补偿电路相比较,其具有电路形式简单、温度补偿精确等显著特点.测试结果表明在-40℃~+70℃温度范围内毫米波增益波动1 dB,该电路对温度补偿电路的工程化使用具有重要意义.