基于MPEG-4的运动估计算法及硬件实现设计

提出的运动估计算法在块运动向量搜索中采用菱形搜索替代传统全搜索策略,在保证编码精度的条件下,减少了50%的搜索像素点,加快了编码速度.设计的运动估计硬件加速器方案正是采用这种搜索算法.仿真实验采用在标准的MPEG-4验证软件中植入硬件加速器模块的方法.其结果显示改进的4MV搜索策略在图像的PSNR和每帧图像的平均比特数方面与全搜索策略相当.这种新型的运动估计算法对设计运动估计硬件加速器有着重要的指导意义.     

一种涡扇发动机加速过程仿真研究方法

研究飞机飞行状态优化,取决于发动机的稳定控制.影响发动机性能的是加速器的控制稳定状态.为了研究某型航空发动机加速过程及加速控制系统性能,提出了分别独立建立涡扇发动机加速控制系统的AEMSitn数学模型和涡扇发动机的AMESet数学模型,并在AMESim软件平台上对控制系统模型和发动机模型进行联合仿真的仿真研究方法.仿真研究结果表明,所建立的联合仿真模型的动静态特性良好,仿真精度高,具有较高的置信度.机械液压式加速控制器能够顺利完成发动机加速过程控制,各项参数变化符合设计要求.提出的仿真研究方法能够成功仿真涡扇发动机加速过程,可为产品的设计提供有价值的参考.     

回旋加速器虚拟控制系统框架设计

回旋加速器虚拟控制系统是用来模拟回旋加速器控制系统,进行控制算法的验证。通过三维模型形象直观的显示系统的运行,为回旋加速器虚拟样机的整机设计提供帮助,从而减少系统硬件实现阶段的修改。该系统采用三层分布式设计结构,最上层为中央控制台和三维显示系统,中间层主要由数据库和仿真程序组成。最下层是回旋加速器的数字模型。系统在LabVIEW、MATLAB、OpenGL和VC环境中初步开发,具有良好的可靠性和可扩展性。     

基于FPGA模拟的阻变神经网络加速器评估方法

基于阻变器件的存算一体神经网络加速器需在架构设计初期进行仿真评估,确保神经网络精度符合设计要求,但传统阻变神经网络加速器的软件模拟器运行速度较慢,难以应对大规模网络的架构评估需求。为加快仿真评估速度,设计一种基于现场可编程门阵列（FPGA）模拟的阻变神经网络加速器评估方法,分析现有阻变神经网络加速器的架构通用性,利用FPGA资源的高度并行性和运行时指令驱动的灵活模拟方式,通过硬件资源的分时复用实现多层次存算一体架构和指令集的功能模拟及主流神经网络的快速性能评估。实验结果表明,针对不同规模的忆阻器阵列和深度神经网络,该评估方法相比MNSIM和DNN NeuroSim软件模拟器运行速度分别提升了40.0~252.9倍和194.7~234.2倍。     

基于FPGA的多核可扩展卷积加速器设计

为解决卷积神经网络计算效率和能效较低的问题,提出并设计一种使用定点数据作为输入的卷积加速器.加速器支持动态量化的8 bits定点数据的卷积计算,通过采用分块计算的策略和改进的循环计算顺序,有效提高计算效率;支持激活、批标准化(BN)、池化和全连接等计算;基于软硬件协同设计的思路,设计包含卷积加速器和ARM处理器在内的SoC系统.提出一种将加速器进行多核扩展的方法,提高算力和移植便捷性.将加速器部署在Xilinx ZCU102开发板上,其中单核加速器的算力达到了153.6 GOP/s,在计算核数目增加到4个和8个的情况下,算力分别增至614.4 GOP/s和1024 GOP/s.     

面向卷积神经网络加速器吞吐量优化的FPGA自动化设计方法

针对卷积神经网络FPGA加速器的资源分配与频率设置欠佳导致吞吐量受限的问题,提出一种面向吞吐量优化的自动化设计方法.首先将加速器的设计分为并行策略和频率设计,提出总体设计流程;然后将设计空间探索建模为线段分割问题,采用遗传算法及贪心算法求解;最后根据求解出的并行策略完成加速器的结构设计,根据求解出的预期运行频率对加速器的布局布线优化,使实际频率可以达到预期.对AlexNet及VGG-16模型在目标器件AlteraDE5a-Net的设计实验结果表明,文中方法能有效地提升资源使用效率并给出合理频率设置;相比于其他卷积神经网络FPGA加速器设计方法,该方法可提升AlexNet和VGG-16的吞吐量82.95%和66.19%.     

工业CT用驻波电子直线加速器测试系统的研制

从验收直线加速器的角度出发,设计了直线加速器测试系统,详细阐述了测试系统与直线加速器的电气连接关系,以及系统的各组成模块,实现了分项系统的质量监控操作.     

高频系统电子管功率放大电路的建模与仿真

根据四极电子管4CW10000B用户手册提供的电气参数和性能测试曲线,利用ADS软件建立仿真模型。结合华中科技大学研发的回旋加速器(CYCHU-10)高频(RF)系统的功率放大要求,利用电子管设计一个输出功率为10kW的功率放大器(PA),同时考虑到了无源网络匹配问题。对101 MHz RF系统中电子管功率放大器进行了仿真,仿真结果符合预期设计指标。     

一种基于国产嵌入式CPU核的BP神经网络SoC设计

基于国产嵌入式CPU核CK803S及其SoC设计平台,设计一款BP神经网络SoC.给出了SoC的设计结构及BP神经网络硬件加速器的设计方案,针对BP神经网络硬件加速器中非线性的Sigmod和Guass激活函数,选择了一种既不影响速度又节约资源的方法来实现,并对其性能、功耗进行优化.验证结果表明,设计满足要求.     

基于DMA架构的图像加速器的设计

为应对单片机技术发展所带来的复杂图像显示需求的增多,缓解CPU日益增长的图像处理负担,设计一种基于DMA架构的图像加速器。该加速器作为处理图像专用的DMA,支持所有经典颜色模式,支持最多2个图层的混合,还可对源和目标区域的大小和位置进行编程;在对二维绘图提供加速时,无需CPU参与,从而提高单片机的性能。对该加速器的功能展开仿真,逐一验证四种工作模式的效果,并在FPGA上通过混合模式验证。实验表明所设计器件在节省系统资源的同时获得良好图像处理效果,具有一定的应用价值。     

基于虚拟仪器的液态调配器控制系统

基于虚拟仪器技术设计了HT-7托卡马克离子回旋共振加热液态调配器控制系统。系统硬件由PC机、液压传感器、数据采集卡,模拟输出卡、接口电路和油泵、电动球阀组成的油路系统等组成。系统界面采用虚拟仪器开发软件LabVIEW设计。系统根据测量得到的液态调配器各支节当前硅油液位高度,和匹配高度相比较,采用自动或手动控制的方法,对各支节中的硅油液位进行控制,从而达到离子回旋共振加热系统阻抗匹配的目的。     

The effect of temperature and magnetic field on a quantum rod qubit

The Hamiltonian of a quantum rod (QR) with an ellipsoidal boundary is given after a coordinate transformation, which changes the ellipsoidal boundary into a spherical one. We obtain the eigenenergies and eigenfunctions of the ground and the first excited states of an electron, which is strongly coupled to the LO-phonon in a QR under an applied magnetic field by using the Pekar variational method. This system in QR may be employed as a two-level qubit. When the electron is in the superposition state of the ground and the first-excited states, we study the time evolution of the electron probability density. The relations of the probability density of electron on the temperature and the relations of the period of oscillation on the temperature and the cyclotron frequency of magnetic field are taken into consideration. The results show that the probability density of the electron oscillates in the QR with a oscillation period. It is found that the electron probability density and the oscillation period increase (decrease) with increasing temperature in lower (higher) temperature regime. The electron probability density increases (decreases) with increasing cyclotron frequency when the temperature is lower (higher). The oscillation period decreases with the increase of the cyclotron frequency.     

ECRH系统中央控制器异常诊断设计与仿真

异常诊断是ECRH控制系统中存在的一大问题。由于控制回旋管的信号繁多,且控制实时性要求高,一般延迟要求在微秒量级。一旦发生故障,控制系统会立即关闭各高压电源以保护回旋管。想要查找异常发生的原因,只能将各信号均接入示波器,并且等待该故障再次发生时被示波器捕获,这样不仅难以定位异常,而且耗时耗力。针对以上问题,设计了ECRH系统中央控制器的异常诊断逻辑,该诊断逻辑主要基于正常的回旋管控制流程,通过判断回旋管控制流程的走向以及各种检测输入信号来诊断异常发生的原因。将诊断逻辑与正常的回旋管控制逻辑嵌入到同一片FPGA芯片中,并发运行。时序仿真结果表明,在故障发生时能够立即输出异常信号给计算机,实现了实时在线故障检测和诊断,使整个电子回旋共振加热控制系统更加智能化。     

基于DVD系统的文件格式转换与存储

本文主要介绍了基于DVD系统将CD格式文件压缩为MP3文件存储到U盘的方法和基本原理,充分利用DVD系统自身的播放功能获取CD上的PCM数字信息,经过硬件解码,压缩成MP3格式,通过文件系统的操作经USB传输将数据写入U盘.     

基于模糊回归分析方法的C3I系统效能评估研究

指挥自动化系统效能评估是指挥自动化系统理论研究的重要组成部分,在指挥自动化系统在指挥自动化系统总体方案的论证、系统方案优化、战术技术指标论证等方面都有重要应用.海湾战争爆发后,人们已经深刻认识到在高技术局部战争中,指挥自动化系统是关系到战争胜负的一个关键因素.而一个指挥自动化系统建设的成败,不可能等到战争发生后才给出定论.因此,运用科学的方法对指挥自动化系统的功能、性能与作战效能进行建模、分析和评估,是当前指挥自动化系统建设中迫切需要解决的一个课题.该文给出了一种将模糊理论与回归分析方法相结合的评估模型,分析了其基本思想方法、具体实现过程以及在指挥自动化系统效能评估中的应用.该模型较好地克服了模糊性对指挥自动化系统效能评估结果的影响.     

关于一类脉冲切换系统的鲁棒H∞控制

研究一类具有扰动的脉冲切换线性系统的鲁棒H控制问题.分别从系统的鲁棒稳定性及其鲁棒性能两方面进行分析.首先利用Lyapunov函数法对系统的稳定性进行分析,给出了系统鲁棒渐近稳定的几个重要的充分条件,通过它很容易判断系统是否鲁棒稳定.进一步运用线性矩阵不等式(LMI)法对系统鲁棒性能进行分析,得到了一般系统的状态反馈矩阵和脉冲控制矩阵,并在此基础上得出了一个鲁棒H控制律.最后提出了一套基于MAT-LAB软件的鲁棒控制器的设计方法,并通过一个数值例子很好地验证了文中主要结论的有效性.     

场景漫游系统中基于粒子函数库的3D粒子系统构造方法

粒子系统在描述自然景物中具有很大的优势,建立一种简单有效可扩展的粒子系统构造方法是必要的。方法:通过分析北卡罗来纳大学开发的粒子系统API函数库(API for Particle Systems)功能以及接口,在此基础上构造了几种常见的粒子系统。结果:在该函数库基础上进行适当扩展或将其它方法(如纹理贴图)与其相结合构造具有较强真实感与实时性粒子系统是一种简单有效的方法。     

基于MAS的智能公交调度系统的建模与实现

城市公共交通具有结构复杂、并发性和分布性等特点,使用数学建模的方法很难有效解决其调度问题,而多Agent系统MAS是一种解决复杂系统问题的有效方式,因此应用MAS来解决公交调度问题。首先,建立了城市公交系统的概念模型;然后,根据MAS的建模思想对公交调度相关实体进行抽象,建立了智能公交调度系统的MAS模型,并给出了Dispatch Agent、Bus Agent和Stop Agent的建模方法以及知识库的构建、推理和学习的流程;最后,完成系统实现。     

CORBA规范在远程故障诊断中的应用

随着网络的发展,远程故障诊断成为可能。但是对于这种分布的异构的诊断系统的通信和互操作,用传统的开发方法比较困难,该文提出了基于CORBA规范的远程故障诊断系统,有效地解决了异构系统的互操作,使得所设计的系统具有良好的开放性。