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NVMe控制器的硬件设计与实现

NVMe控制器的硬件设计与实现

作者：伍军辉湖南大学

学位级别：硕士

随着物联网、5G、人工智能等技术的进步,人们在工作与生活中产生的数据越来越多。对于这些数据,很多需要存储到云端,进行挖掘,使其产生价值。这就需要容量更大、性能更好、读取速度更快的存储系统来实现。此前大部分存储系统都是基于传... 详细信息

随着物联网、5G、人工智能等技术的进步,人们在工作与生活中产生的数据越来越多。对于这些数据,很多需要存储到云端,进行挖掘,使其产生价值。这就需要容量更大、性能更好、读取速度更快的存储系统来实现。此前大部分存储系统都是基于传统的机械硬盘而设计的,介质访问延迟相对较高。SATA、SAS等传统的存储接口就足够满足读写速度的要求。但随着半导体存储介质的发展,许多存储系统已经开始使用FLASH等非易失性存储介质。这类介质读取速度快、功耗低、存储密度大、耐用。这意味着介质访问延迟将大大降低,数据传输带宽也会明显增大。因此存储系统接口便渐渐成为存储系统性能提升的关键,此时NVMe应运而生。NVMe是一种高性能、可扩展的基于PCIe物理接口。用于主机软件与非易失性存储介质之间的通信。同时,NVMe可以提供更低的延时,更高的性能、更大的吞吐率。凭借这些优异性能,NVMe接口在多个领域得到使用,例如固态硬盘,加速板卡,数据中心等。此前的NVMe控制器大都使用软件的方式实现,而软件串行执行所带来的延迟会大大降低读取速度。因此要想获得更快的读写速度以及命令处理,就必须使用多核处理器。但这又会导致整个系统变得复杂,功耗也会随之增加。而硬件加速的NVMe控制器可以在不使用多核处理器的情况下有效降低延迟,提高读写速度。基于此背景下,本文对国内外在NVMe技术方面的发展以及其技术原理进行了深入研究,提出了一种全硬件实现的NVMe控制器架构,并通过Vivado软件在FPGA平台上对其进行了仿真与验证。控制器创新性地调用了DMA来进行数据传输。SQ指令的获取、CQ条目的反馈以及数据的读写都是由DMA来完成。DMA读写数据时无需CPU参与,降低了CPU开销,同时提高了读写速度。该控制器也可支持多队列操作,多队列可以进一步加速数据读取。测试结果表明,控制器在250MHZ时钟频率、单个I/O队列情况下,其读速度可达1.72GByte/s,写速度可达1.83GByte/s。

关键词： NVMe PCIe DMA 硬件加速控制器

人工冻土冻胀引发上覆地层与结构变形计算方法研究

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工程科学与技术 2024年

作者：王磊陈湘生伍军刘志强北京中煤矿山工程有限公司中国铁路工程集团有限公司深圳大学土木与交通工程学院煤炭科学研究总院

人工冻结法在地下特殊施工中的冻胀风险引发广泛关注，上覆地表变形可能造成城市道路、建筑结构变形，引发破坏，需要对地表及结构变形进行预测。瞄准冻胀的实质是冻土中水分迁移引起的宏观表现这一理论核心，基于Peck公式计算思路，对... 详细信息

人工冻结法在地下特殊施工中的冻胀风险引发广泛关注，上覆地表变形可能造成城市道路、建筑结构变形，引发破坏，需要对地表及结构变形进行预测。瞄准冻胀的实质是冻土中水分迁移引起的宏观表现这一理论核心，基于Peck公式计算思路，对冻胀引起的上覆地层变形进行公式推导和参数取值，推导得出适合计算冻胀变形的冻隆公式，以求解冻结过程中上覆地层产生的冻胀量。通过水分迁移试验测定了冻结水分迁移速度，推导和归纳了冻结外锋面半径经验计算方法，得出了冻土体积增加量计算公式。通过郑州某冻结工程实测数据，计算了土体冻结过程中的水分体积增加率，冻隆公式计算值与实测值接近，可以满足施工过程中安全评价分析的需求。研究成果为人工冻结技术在高风险地下工程领域的技术研究和应用建立理论基础和计算参考。

关键词：人工冻结法冻土体积增加量水分迁移冻胀冻隆公式

基于PSO-LSTM的重载铁路车轨桥系统随机振动响应预测方法

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：毛建锋李铮伍军余志武胡连军中国中铁股份有限公司中铁二院工程集团有限责任公司高速铁路建造技术国家工程中心中南大学土木工程学院

在车桥系统随机振动分析中，随机动力响应是评价行车安全性的关键因素之一，而现有的响应计算方法存在耗时长、成本高的问题。能够快速准确预测车-轨-桥系统的动力响应对重载铁路桥梁的状态评估和运维养维具有重要意义。本文提出了一种... 详细信息

在车桥系统随机振动分析中，随机动力响应是评价行车安全性的关键因素之一，而现有的响应计算方法存在耗时长、成本高的问题。能够快速准确预测车-轨-桥系统的动力响应对重载铁路桥梁的状态评估和运维养维具有重要意义。本文提出了一种基于粒子群优化（Particle Swarm Optimization，PSO）长短期记忆（Long Short-term Memory，LSTM）神经网络模型的重载车桥系统随机振动响应预测方法。该方法以车桥随机参数与轨道随机不平顺激励为输入，以桥梁动力响应为输出构造代理模型。首先，基于商业软件MATLAB平台构建PSO-LSTM网络模型；其次，通过建立的车轨桥系统随机振动分析模型计算初始样本集对应的随机动态响应，并进行模型训练，同时利用PSO算法优化LSTM结构参数；最后，使用训练好的PSO-LSTM模型对桥梁动态响应进行预测。为了验证本算法的优越性和鲁棒性，以朔黄重载铁路实测数据为例，对比了本算法与BP（Back Propagation）神经网络、GRU（Gated Recurrent Unit）神经网络和LSTM神经网络的预测效率，并讨论了不同车速下的预测情况，开展了本模型与实测数据及有限元分析数据的对比分析。结果表明：在PSO优化下，LSTM模型预测结果得到一定的改善，PSO-LSTM模型拟合相关性系数可以达到0.97，其它评价误差值也均小于BP神经网络、GRU神经网络模型，本文模型可更高效准确预测桥梁随机动力响应，可为进一步发展车-轨-桥系统随机振动响应预测理论提供技术支持。

关键词：随机振动响应预测 PSO算法 LSTM神经网络车轨桥系统

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汽车曲轴箱加工气动夹具设计

汽车测试报告 2022年第15期 37-39页

作者：伍军辉江西水利职业学院机电工程系江西南昌330013

汽车的曲轴箱是汽车变速箱中的重要零件,属于箱体零件。该文利用气动驱动原理设计汽车曲轴箱加工夹具,并对所设计夹具进行校核,在满足零件加工要求的情况下选择最佳装夹方式,设计最优的装夹方案,以优化曲轴箱零件加工夹具设计。

关键词：气动夹具夹紧力

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双环境背景稳态变色织物的制备及变色性能

印染 2024年第5期50卷 45-50页

作者：毛丽芬肖红代国亮毛庆辉麻伍军李敏南通大学纺织服装学院江苏南通226019 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院北京100010

针对常规温致变色纺织品因仅有一个变色点而在某些特殊领域应用时无法实现自主控制颜色的问题,利用分散染料不变色,以及变色微胶囊在高温条件下呈无色态和低温条件下呈有色态的性能特点,将双稳态温致变色微胶囊与分散染料复配,配制出高... 详细信息

针对常规温致变色纺织品因仅有一个变色点而在某些特殊领域应用时无法实现自主控制颜色的问题,利用分散染料不变色,以及变色微胶囊在高温条件下呈无色态和低温条件下呈有色态的性能特点,将双稳态温致变色微胶囊与分散染料复配,配制出高温浅棕-低温深灰、高温深绿-低温红棕和高温黄绿-低温中灰三种稳态互变的温致变色色浆,并采用筛网印花法将印花色浆施加到纺织品上,制备具有双环境背景稳态互变的迷彩织物。印制的迷彩织物高温和低温变色响应时间分别约为20 s和120 s,变色循环可达200次,耐摩擦色牢度为4~5级,耐水洗色牢度为4级,耐日晒色牢度为3级,且手感较好。此外,分别通过高温和低温刺激,印制的迷彩织物在-5~60℃的环境温度范围内可以稳态呈现两种不同的颜色效果,从而实现对迷彩织物的自主呈色控制。

关键词：印花迷彩织物温致变色双稳态变色变色灵敏度循环稳定性

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中文科技期刊学术诚信现状分析及改进建议

中国科技期刊研究 2024年第4期35卷 442-448页

作者：任艳青韩芳伍军红袁军鹏中国科学院文献情报中心北京市100190 中国科学院大学公共政策与管理学院北京市100049 《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社有限公司北京市海淀区100192 中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系北京市海淀区100190

【目的】分析中文科技期刊学术诚信现状,明确中文科技期刊出版伦理建设的重点。【方法】通过解读2019—2023年中国知网网络出版状态变更的文献数据,分析期刊论文网络出版状态变更的类型分布、年度趋势、学科分布、变更原因、申请主体、... 详细信息

【目的】分析中文科技期刊学术诚信现状,明确中文科技期刊出版伦理建设的重点。【方法】通过解读2019—2023年中国知网网络出版状态变更的文献数据,分析期刊论文网络出版状态变更的类型分布、年度趋势、学科分布、变更原因、申请主体、责任主体等因素,梳理总结中文科技期刊学术诚信现状。【结果】网络出版状态变更的文献以撤稿和撤回为主,学科以理工类、社科类、医药类为主。网络出版状态变更的文献中有51%存在学术不端行为,重复发表、抄袭剽窃和一稿多投为主要学术不端行为,为中文科技期刊出版伦理建设的关注重点;20%的变更文献存在学术错误,13%存在瑕疵需要更正,加强论文的学术质量建设是重中之重。网络出版状态变更的申请主体和责任主体均以作者为主,但也存在出版商或者编辑错误的情况。【结论】我国科技期刊应通过科学合理制定出版伦理政策、重视论文学术质量建设、加强文字图片等相似性检测、落实论文撤稿规范、加强出版伦理规范的培训等举措,把好制度关、学术关、技术关、撤稿关、宣传关,推动出版伦理建设。

关键词：中文科技期刊出版伦理撤稿学术不端学术错误

“双碳”目标下能源消费模式转型对流通经济高质量发展的影响探究

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全国流通经济 2024年第11期 34-37页

作者：杨力伍军彬安徽皖西国有投资控股集团公司鼎和财产保险股份有限公司安徽分公司

随着全球气候变化的日益严重，中国提出了“碳达峰、碳中和”即“双碳”目标，致力于推动经济社会可持续发展。在这一背景下，能源消费模式的转型成为了一个重要议题。流通经济，作为经济体系的重要组成部分，正面临由传统向绿色、低碳... 详细信息

随着全球气候变化的日益严重，中国提出了“碳达峰、碳中和”即“双碳”目标，致力于推动经济社会可持续发展。在这一背景下，能源消费模式的转型成为了一个重要议题。流通经济，作为经济体系的重要组成部分，正面临由传统向绿色、低碳、数字化转型的挑战。本研究旨在探讨在“双碳”目标指导下能源消费模式转型对流通经济高质量发展的影响，通过分析流通经济的发展现状及存在的问题，以及能源消费模式转型的影响和所需政策支持，期望为流通经济的持续健康和高质量发展提供策略建议。

关键词：双碳目标能源消费模式转型流通经济高质量发展

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乙肝妈妈也能拥有健康宝宝

家庭用药 2024年第2期 58-59页

作者：熊伍军复旦大学附属浦东医院消化内科

十月怀胎,生育一个健康活泼的宝宝是所有妈妈的心愿。近年来,由于乙肝疫苗的普及,我国乙肝感染人群已显著下降,但由于乙肝感染人群基数庞大,众多的生育期妇女合并乙肝病毒(简称HBV)感染。乙肝的传播方式在我国以母婴传播为主,占新发感... 详细信息

十月怀胎,生育一个健康活泼的宝宝是所有妈妈的心愿。近年来,由于乙肝疫苗的普及,我国乙肝感染人群已显著下降,但由于乙肝感染人群基数庞大,众多的生育期妇女合并乙肝病毒(简称HBV)感染。乙肝的传播方式在我国以母婴传播为主,占新发感染人数近一半,给育龄期的乙肝妈妈及其家人带来了无数的焦虑和烦恼--乙肝妈妈能生育宝宝吗?生下来的宝宝会不会感染乙肝?如何防止宝宝感染乙肝病毒?乙肝爸爸又该怎么办呢?

关键词：十月怀胎母婴传播生育期妇女乙肝病毒健康宝宝乙肝感染乙肝疫苗新发感染

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马铃薯脱毒与快繁技术

农机市场 2024年第2期 67-68页

作者：胡伍军云南省泸水市片马镇人民政府农业农村综合服务中心云南泸水673207

在马铃薯栽培管理期间,会因各种致病菌的入侵危害,影响产量与品质。马铃薯脱毒技术的应用可以生产出脱毒苗,并结合快繁技术实现优良无带病种薯培育,是确保马铃薯种植高产稳产的关键措施。

关键词：马铃薯脱毒快繁组培技术分析