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基于FPGA的多通道高频信号采集和存储研究

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基于FPGA的多通道高频信号采集和存储研究

作者：余壮志湘潭大学

学位级别：硕士

超声医学设备以其显示方法多样、无创、无痛,特别是观察心血管脏器的血流动力学和探测人体软组织有独到之处,被广泛使用于医学临床诊断的各个方面。一般高频超声常用频段集中在3.5—7.5MHz,在这个频段的超声医疗设备在国内外已经应用的... 详细信息

超声医学设备以其显示方法多样、无创、无痛,特别是观察心血管脏器的血流动力学和探测人体软组织有独到之处,被广泛使用于医学临床诊断的各个方面。一般高频超声常用频段集中在3.5—7.5MHz,在这个频段的超声医疗设备在国内外已经应用的很广泛。大于20MHz的超高频超声相对于一般超声,能更好的显示浅表器内的微小病灶及细小管状结构的病变,而此频段的超声设备被研究的并不多,所以本系统研究20MHz的超高频超声的采集和存储是有重要的学术和应用价值的。针对超高频超声对大数据高速采集和存储的需要,本课题设计了一个基于FPGA的多通道高频信号采集和存储系统。此系统基于Altera StratixIV GX230平台,实时接收两片高速AD9254采集来的超声数据,DDR2 SDRAM作为数据的大容量缓存,利用FPGA自身携带的PCI Express硬核,通过Quartus12.1的Qsys构架搭建了一个通往PC机的高速数据采集存储系统。系统主要完成的工作有:首先,前端采集部分,由两片并联的AD9254芯片间隔交叉采样,实现相对低速的转换芯片采样频率倍频的效果,通过Matlab分析获得了准确的采用数据;其次,后端存储部分,DDR2 SDRAM作为系统主要的外部缓存,往前接纳经过数据重组和异步FIFO的采集数据,往后和基于Qsys构架的PCIe硬核进行高速的DMA传输。采用Modelsim仿真DDR2 SDRAM的读写控制逻辑,忽略内存组模块的固有物理延迟,测试读写带宽达到200MByte/s;再者,系统结合Jungo公司开发的WinDriver驱动基本构架,编写PCIe驱动代码,搭建一个StratixIV界面的DMA测试操作平台,DMA读写测试速率平均为1455MByte/s,同时采用PCIe物理测试软件测试达到5.0GT/s的理想传输带宽。最后,基于对各个功能模块的验证进行最后总系统的调试,采用HOST先读取DDR2 SDRAM外部存储器采集数据然后再写回相应地址数据的方式,测试验证了本系统传输和转存数据的精准性。经过上述调试,成功实现了本系统向HOST存储域传输高速ADC采样数据并且存储的功能。本系统主要的创新点在于:①系统后端的存储系统,将SGDMA的高速传输控制功能模块化成独立IP整合进Quartus11.0新推出的Qsys构架里边,与前端的DDR2SDRAM和终端PC进行数据通讯,实现了数据高效传输和存储系统可移植化的效能。②系统后端存储部分带宽明显高于前端采集部分,由上位机编程决定前端采集子板的时效性,可以选择采集一段数据暂存DDR2 SDRAM作为固定存储,也可以作为一个实时的采集存储一体系统,能够方便32bit的系统及时进行大量数据的解析此系统的成功运行,为今后向8通道、16通道、64通道、甚至是128通道信号采集和存储系统的扩展奠定了良好的技术积累和理论支撑,同时也有着相当广泛的应用前景。

关键词：超声采集 FPGA PCI Express DMA

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DM3500压铸机企板优化设计

特种铸造及有色合金 2018年第11期38卷 1218-1221页

作者：张华伟梁澜之陈敏吴智恒余壮志广东省智能制造研究所广东伊之密精密机械股份有限公司

分析了压射机构刚度设计不合理,导致DM3500压铸机压射冲头快速磨损的原因。基于SIMP变密度拓扑优化算法开展压射机构企板的优化设计,首先建立了压射机构的力学模型,通过有限元法计算多个工况下压射机构的刚度,进而建立优化设计模型,进... 详细信息

分析了压射机构刚度设计不合理,导致DM3500压铸机压射冲头快速磨损的原因。基于SIMP变密度拓扑优化算法开展压射机构企板的优化设计,首先建立了压射机构的力学模型,通过有限元法计算多个工况下压射机构的刚度,进而建立优化设计模型,进行拓扑优化。根据单元密度云图结果建立了企板优化方案模型,将优化方案与原始设计进行对比分析。结果表明,优化设计后的压射机构刚度较优化前提升35.6%,可以有效抑制冲头快速磨损,同时实现企板轻量化,减重率为3.4%。

关键词：企板压射冲头失效拓扑优化轻量化

波形腹板钢箱-混凝土组合梁横向内力计算与分析

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铁道学报 2024年第8期46卷 161-170页

作者：冀伟余壮果罗奎湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力... 详细信息

为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力的影响因素进行研究,并根据有限元分析结果提出SBCCGCW横向内力的简化计算公式。结果表明:利用所提公式获取的横向弯矩值与有限元结果和实测结果吻合较好,误差在10%以内;横隔板会大幅度减少荷载作用点处的横向弯矩;宽高比、混凝土顶板厚度、荷载作用位置对混凝土顶板横向弯矩的影响较大,钢底板厚度变化对混凝土顶板横向弯矩的影响较小。研究成果可为SBCCGCW的横向内力计算与分析提供参考。

关键词：桥梁工程组合箱梁横向内力框架分析法波形钢腹板参数分析

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海外市场信息交流与产品市场配置效率

财贸经济 2024年

作者：余壮雄谢浪情程嘉嘉暨南大学产业经济研究院广东外语外贸大学国际经济贸易研究院

自加入WTO以来，中国出口企业数量稳步增长，成为推动外循环发展的重要力量；在双循环背景下，出口企业在海外市场的信息交流如何影响产品市场配置是一个重要话题。本文基于2000—2015年中国海关进出口贸易数据库，将研究视角聚焦于出... 详细信息

自加入WTO以来，中国出口企业数量稳步增长，成为推动外循环发展的重要力量；在双循环背景下，出口企业在海外市场的信息交流如何影响产品市场配置是一个重要话题。本文基于2000—2015年中国海关进出口贸易数据库，将研究视角聚焦于出口贸易，借助产品空间理论深入分析了海外市场信息交流对产品市场配置的作用机制，将外循环和内循环纳入统一分析框架。研究发现：企业海外市场信息交流能够促进国内产品市场配置效率的提升；对于国内贸易壁垒较高或获得政策支持的行业、产业集聚较低的地区，海外市场信息交流对产品市场配置效率的影响更强。机制检验结果表明，出口企业在海外市场的信息交流有助于吸引更多企业进入该行业和扩张行业内企业的平均出口市场，且当区域内企业内部网络距离更短或外部网络距离更长时，海外市场信息交流的配置效应会得到强化。本文的研究有助于回答中国在推动经济高质量发展的道路上如何统筹内循环和外循环的问题。

关键词：市场配置效率海外市场信息交流双循环知识溢出新发展格局

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美国总统大选与俄罗斯的对外政策选择

国际论坛 2024年

作者：孙壮志

俄罗斯对美国大选的关注源于俄美关系的特殊性。在经历近900天的特别军事行动以后，俄罗斯面临难以摆脱的困境。虽然军事上还占有一定的优势，经济因为特殊的资源禀赋和产业结构，在有效应对制裁的同时体现出一定的韧性，普京政权的控...

俄罗斯对美国大选的关注源于俄美关系的特殊性。在经历近900天的特别军事行动以后，俄罗斯面临难以摆脱的困境。虽然军事上还占有一定的优势，经济因为特殊的资源禀赋和产业结构，在有效应对制裁的同时体现出一定的韧性，普京政权的控局能力比较强，社会也基本适应了当前的状态，但外交上的日益孤立使俄失去了广阔的对外经济合作空间，不仅不利于其经济的长久支撑，也不利于在国际社会帮助下以体面的方式通过谈判结束冲突。

关键词：

智能化能否带来低碳化——空间清洁溢出与价值链低碳扩散

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南方经济 2024年第7期 70-90页

作者：余壮雄林嘉雯暨南大学产业经济研究院、产业大数据应用与经济决策研究实验室 510632 暨南大学产业经济研究院 510632

代表生产与服务自动化与智能化的机器人的大规模使用,对全球全产业链的生态环境带来了巨大冲击。文章基于1996—2018年30个国家26个行业的面板数据,研究机器人应用促进碳减排的空间与价值链外部性。实证结果发现:机器人应用不仅降低了... 详细信息

代表生产与服务自动化与智能化的机器人的大规模使用,对全球全产业链的生态环境带来了巨大冲击。文章基于1996—2018年30个国家26个行业的面板数据,研究机器人应用促进碳减排的空间与价值链外部性。实证结果发现:机器人应用不仅降低了本行业的碳排放强度,还存在空间清洁溢出效应与价值链向上低碳传导效应,有效降低周边地区与上游行业的碳排放强度,但上游行业应用机器人后,反而加剧了下游行业碳排放强度。机制检验结果显示,本地区的机器人应用通过促进周边地区同行业的产业聚集推动该行业实现清洁生产,下游的机器人应用能够提高上游创新水平与竞争优势实现上游行业低碳化发展,上游的机器人应用则通过抑制下游行业规模扩张与创新能力提升,使下游陷入“低端锁定”困境,难以实现低碳转型。异质性结果显示,数字化发展水平高、清洁技术先进、高研发资金投入的国家以及低污染、技术密集型制造业的行业能够更有效地接收到机器人应用带来的空间清洁溢出与价值链向上低碳传导效应,且不论如何改变国家与行业分组,上游应用机器人对下游的污染效应始终稳定存在,文章研究为客观评估机器人应用对经济低碳发展的影响提供国际视角的证据。

关键词：机器人智能化低碳化空间溢出价值链扩散

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“宽带中国”政策如何影响中国城市的数字产业

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世界经济 2024年 95-132页

作者：余壮雄韩佳容付锦华暨南大学产业经济研究院广东财经大学经济学院

正确认识和评估数字基础设施建设的影响对于中国深入推广数字战略和发展数字经济具有重要意义。本文将多部门一般均衡贸易模型拓展到对国家内部各城市之间政策冲击的效应估计和分析中，讨论宽带中国政策如何影响城市数字产业。研究发现... 详细信息

正确认识和评估数字基础设施建设的影响对于中国深入推广数字战略和发展数字经济具有重要意义。本文将多部门一般均衡贸易模型拓展到对国家内部各城市之间政策冲击的效应估计和分析中，讨论宽带中国政策如何影响城市数字产业。研究发现：宽带中国政策能够提升数字产业在产业结构中的比重，对试点城市数字产业财政支持增加5%，全国数字产业产出占比将增加0.29%；宽带中国政策会推动数字产业从非试点城市流向试点城市、从落后城市流向发达城市、从长三角城市群流向京津冀和成渝城市群，并强化了数字产业头部城市的地位。此外，政策还会推动数字产业在城市群内部集聚，推动形成数字产业集聚高地。本文为政府未来的数字产业政策设计提供了参考。

关键词：宽带中国结构模型数字经济数字产业城市产业分布

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海外市场信息交流与产品市场配置效率

财贸经济 2024年第7期45卷 147-163页

作者：余壮雄谢浪情程嘉嘉暨南大学产业经济研究院 510632 广东外语外贸大学国际经济贸易研究院 510006

自加入WTO以来,中国出口企业数量稳步增长,成为推动外循环发展的重要力量;在双循环背景下,出口企业在海外市场的信息交流如何影响产品市场配置是一个重要话题。本文基于2000-2015年中国海关进出口贸易数据库,将研究视角聚焦于出口贸易,... 详细信息

自加入WTO以来,中国出口企业数量稳步增长,成为推动外循环发展的重要力量;在双循环背景下,出口企业在海外市场的信息交流如何影响产品市场配置是一个重要话题。本文基于2000-2015年中国海关进出口贸易数据库,将研究视角聚焦于出口贸易,借助产品空间理论深入分析了海外市场信息交流对产品市场配置的作用机制,将外循环和内循环纳入统一分析框架。研究发现:企业海外市场信息交流能够促进国内产品市场配置效率的提升;对于国内贸易壁垒较高或获得政策支持的行业、产业集聚较低的地区,海外市场信息交流对产品市场配置效率的影响更强。机制检验结果表明,出口企业在海外市场的信息交流有助于吸引更多企业进入该行业和扩张行业内企业的平均出口市场,且当区域内企业内部网络距离更短或外部网络距离更长时,海外市场信息交流的配置效应会得到强化。本文的研究有助于回答中国在推动经济高质量发展的道路上如何统筹内循环和外循环的问题。

关键词：市场配置效率海外市场信息交流双循环知识溢出新发展格局

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产品网络、信息流动与产品出口

统计研究 2024年第6期41卷 57-70页

作者：程嘉嘉余壮雄董洁妙广东外语外贸大学国际经济贸易研究院暨南大学产业经济研究院、产业大数据应用与经济决策研究实验室广东外语外贸大学经济贸易学院

随着经济全球化的发展以及数字经济时代的到来,贸易网络越发错综复杂,产品间信息流动不断加强且其渠道日益多样化,对企业产品的出口表现产生深刻影响。借鉴产品空间理论的最新进展,本文构建产品–地理双层空间网络下的信息流动指标,并... 详细信息

随着经济全球化的发展以及数字经济时代的到来,贸易网络越发错综复杂,产品间信息流动不断加强且其渠道日益多样化,对企业产品的出口表现产生深刻影响。借鉴产品空间理论的最新进展,本文构建产品–地理双层空间网络下的信息流动指标,并利用我国海关贸易数据,探讨产品间信息流动对产品出口的影响。研究发现,一种产品与其他产品的信息交流加强能够促进其市场份额扩张,同时带动产品内出口企业的数量增加与企业(尤其是在位企业)平均出口规模的提升。随着产品间信息流动的加强,信息对企业生产与销售过程的赋能能够促使企业调整自身进出口边际,推动企业出口单价降低与产品质量提升。本文有助于推动国际贸易研究中产品空间网络与地理空间网络不同研究支线间的融合,为当前我国挖掘出口市场海量信息价值以赋能经济增长、构建对外开放新格局提供有益启示。

关键词：产品网络信息赋能产品出口信息流动地理空间