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嵌入式人工智能处理器循环神经网络模块设计

嵌入式人工智能处理器循环神经网络模块设计

作者：周丽冰西安电子科技大学

学位级别：硕士

当前,人工智能技术在科研、医疗、金融、教育、交通等多个领域逐步取得了突破式的进展,已然成为当前科研界,工业界的核心发展方向,同时芯片作为随处可见的各种电子设备中的核心部件,设计一款基于人工智能的多功能芯片也是时势所趋。但... 详细信息

当前,人工智能技术在科研、医疗、金融、教育、交通等多个领域逐步取得了突破式的进展,已然成为当前科研界,工业界的核心发展方向,同时芯片作为随处可见的各种电子设备中的核心部件,设计一款基于人工智能的多功能芯片也是时势所趋。但当前现有的人工智能芯片在物联网、车载、导航等对能耗要求苛刻的场景上部署困难,因芯片内部功率低则几瓦高则几十瓦,而低功耗芯片又无法运行复杂算法,从而使得其使用范围十分受限。为突破传统芯片体系结构对深度学习技术在计算能力与能量消耗上的瓶颈,专用集成电路依靠其强大的运算能力、先进的制造技术以及与CPU、GPU完全不同的处理器体系结构,可对神经网络计算实现大幅度的加速,并有效降低功率消耗。所在实习单位的芯片团队提出基于可重构阵列架构的深度学习神经网络人工智能处理器设计,本项目致力于拓展现有处理器的可编程能力,通过指令集、神经元计算单元、输入输出系统与存储系统的定制设计实现对循环网络中长短期记忆网络（LSTM）的实时、高效部署。该长短期记忆神经网络模块的设计能够拓展智能芯片在边缘计算中的应用领域。为实现该网络模块,在本项目中使用软件Matlab进行建模和性能分析,Py Torch框架实现网络搭建和网络训练推断,以获取训练完成网络中的数据和权重参数进行量化处理后,用于支持之后的FPGA验证测试工作。同时根据LSTM网络算法设计搭建LSTM特有状态机,并将该网络部署到整个芯片网络中。在本项目中提出一种基于可重构配置的数据流处理器设计,该处理器根据不同神经网络内核调整数据流的控制模式来调配不同功能模块和片上片下存储单元。并提出将16个神经元计算单元4分复用与控制核结合的长短期记忆神经网络架构设计,在只配置片上RAM存储时,与GPU相比降低了三个数量级的功耗,仅用30m W到50m W左右。项目中使用Modelsim作为仿真工具,Vivado工具作为开发平台,采用自顶向下的设计思想和模块化设计方法,为使得芯片支持高速算法和能够处理神经网络大型数据集,设计搭建DDR IP核完成逻辑综合布局布线后得到仅约1W左右的片上功耗。并使用Kintex-7系列XEM7350开发板根据训练网络数据和配置链参数实现对所设计硬件电路进行验证分析。本项目设计模块实现将长短期记忆神经网络模块并入可重构芯片设计中,提出设计采用4分复用方法有效提高神经元计算单元利用率,提高计算效率,降低功耗。采用片上片外存储增强存储灵活性,并研究发表可重构数据流处理器相关论文专利以支持多种神经网络进行模块可重构配置,实现数据流可重构目标。

关键词：人工智能可重构长短期记忆神经网络 DDR3

超声成像联合光散射成像系统对乳腺肿瘤良恶性鉴别的应用价值

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中国肿瘤临床 2008年第21期35卷 1223-1225页

作者：陈巧玲王薇周丽冰玉林市红十字会医院广西壮族自治区玉林市537000 新奥博为技术有限公司

目的:探讨超声成像联合光散射成像系统(简称"超声光子")对鉴别乳腺良、恶性肿瘤的临床应用价值。方法:随机选取74例乳腺肿物患者行超声光子检查,通过高频超声引导对肿物定位,以多波段的光子对肿物内血氧代谢、新生血管密度等生理参数进... 详细信息

目的:探讨超声成像联合光散射成像系统(简称"超声光子")对鉴别乳腺良、恶性肿瘤的临床应用价值。方法:随机选取74例乳腺肿物患者行超声光子检查,通过高频超声引导对肿物定位,以多波段的光子对肿物内血氧代谢、新生血管密度等生理参数进行功能成像,将结果量化规入北美放射协会制定的BI-RADS分级,(1～3级)为良性可能性大,(4～5级)为恶性可能性大,与术后病理对照分析,评价其诊断符合率。结果:超声光子诊断结果良性(1～3级)30例,恶性(4～5级)44例。术后病理诊断良性病变34例,恶性病变40例。敏感性95%(38/40),特异性82.4%(28/34),准确度89.2%(66/74)。结论:超声光散射成像系统能够有效区分乳腺良、恶性肿瘤。其不仅能够从超声二维的结构成像对肿瘤获取信息进行评价;又可以通过光学系统,从肿瘤的功能成像上获取更为深入的诊断。超声光散射成像系统开辟了早期乳腺癌检测的新领域,对提高乳腺癌的早期诊断,减少漏诊、误诊率具有重要价值。

关键词：超声光散射成像乳腺肿瘤

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网络环境下少儿图书馆读者服务工作的思考

图书馆论坛 2003年第1期23卷 102-104页

作者：周丽冰广州少儿图书馆广东广州510120

文章分析了少儿图书馆读者服务工作中存在的问题。

关键词：少儿图书馆读者服务工作藏书建设服务创新网络化建设网络环境

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幼儿园大班幼儿自主管理能力的培养分析

幼儿园大班幼儿自主管理能力的培养分析

家庭与医院联合护理对精神分裂症治疗效果的研究

2023年第六届生活教育学术论坛

作者：周丽冰中央军委机关事务管理总局红星幼儿园(黄寺园)

大班幼儿的行为规范以及自主管理能力相对于中小班幼儿而言,得到了一定的优化加强,因而在幼儿园教学的过程中就需要通过有意识的环境营造提升幼儿的自我约束以及控制能力,让幼儿能够在参与人、事、物处理的过程中,增强独立性以及责任感... 详细信息

大班幼儿的行为规范以及自主管理能力相对于中小班幼儿而言,得到了一定的优化加强,因而在幼儿园教学的过程中就需要通过有意识的环境营造提升幼儿的自我约束以及控制能力,让幼儿能够在参与人、事、物处理的过程中,增强独立性以及责任感,为培养自身优良的行为品质以及是生活习惯奠定良好的基础保障。因而本文主要对培养大班幼儿自主管理能力的策略进行探讨。

关键词：大班幼儿自主管理游戏教育

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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现代诊断与治疗 2016年第5期27卷 976-977页

作者：周丽冰广州市番禺区岐山医院广东广州511483

选取80例精神分裂症患者,随机分为观察组和对照组各40例,观察组采取家庭-医院一体化护理,对照组则采取常规护理,两组均进行3个月护理,统计分析护理前后的临床疗效。观察组监护率、BPRS、SDSS、服药依从性、社会活动参与率均显著优于对照... 详细信息

选取80例精神分裂症患者,随机分为观察组和对照组各40例,观察组采取家庭-医院一体化护理,对照组则采取常规护理,两组均进行3个月护理,统计分析护理前后的临床疗效。观察组监护率、BPRS、SDSS、服药依从性、社会活动参与率均显著优于对照组(P<0.05),观察组家属对护理人员满意率为97.5%,显著优于对照组的85.0%(P<0.05)。家庭与医院联合护理有效提升精神分裂症的治疗效果,增加护理满意度,值得临床推广运用。

关键词：护理精神分裂症家庭

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甲状腺癌的超声诊断进展

中国医药指南 2012年第8期10卷 375-377页

作者：周丽冰玉林市红十字会医院超声科广西玉林537000

甲状腺癌占头颈部恶性肿瘤的首位,也是内分泌系统中发病率最高的恶性肿瘤.大多数都发生在青壮年[1],女性多于男性.超声检查是诊断甲状腺癌的主要影像学手段之一.现就甲状腺癌的超声检查现状及进展综述如下.

关键词：甲状腺肿瘤超声诊断

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污水COD在线监测方法及其发展方向

科技资讯 2009年第13期7卷 145-146页

作者：周丽冰广东广州 510310

化学需氧量是指水样在一定条件下,氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量。它反映了水中受还原性物质污染的程度,该指标是有机物相对含量的综合指标之一。对于工业废水的研究、污水处理厂的效果评价及城市污水水质监测来说,化学需... 详细信息

化学需氧量是指水样在一定条件下,氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量。它反映了水中受还原性物质污染的程度,该指标是有机物相对含量的综合指标之一。对于工业废水的研究、污水处理厂的效果评价及城市污水水质监测来说,化学需氧量(COD)在污染物总量控制和水环境管理中发挥重要的作用。本文对污水COD在线监测原理进行介绍,并结合我国水体环境保护监测技术的发展趋势,对各种污水COD在线监测方法进行对比及就其发展方向进行探讨。

关键词：污水 COD 在线监测发展方向

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UPS供电系统的蓄电池选择、配置及维护

UPS应用 2014年第10期 49-52页

作者：周丽冰中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司

通过对石化行业中UPS供电系统的铅酸蓄电池的作用、原理、配置、选嗣等方面进行分析。探讨，阐述7蓄电池管理维护的重要性，

关键词： UPS供电系统管理维护电池选择配置铅酸蓄电池石化行业

维普期刊数据库评论

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超声对鼻咽癌颈部转移淋巴结的诊断价值

实用医技杂志 2011年第5期18卷 480-481页

作者：周丽冰广西壮族自治区玉林市红十字会医院 537000

鼻咽癌（NPC）是我国南方最常见的恶性肿瘤,绝大多数为未分化或低分化鳞状细胞癌,肿瘤除局部外突或浸润性生长外,向下沿颈部淋巴结转移,转移率超过80%,其中大多数病例以颈部淋巴结转移为首发症状。准确判断颈部淋巴结的转移对于NPC的临... 详细信息

鼻咽癌（NPC）是我国南方最常见的恶性肿瘤,绝大多数为未分化或低分化鳞状细胞癌,肿瘤除局部外突或浸润性生长外,向下沿颈部淋巴结转移,转移率超过80%,其中大多数病例以颈部淋巴结转移为首发症状。准确判断颈部淋巴结的转移对于NPC的临床治疗方案和估计患者预后有重要意义。本研究回顾性分析45例NPC患者颈部转移淋巴结的声像图特点,旨在探讨超声对颈部淋巴结转移的诊断价值。

关键词：颈部转移淋巴结诊断价值鼻咽癌颈部淋巴结转移超声低分化鳞状细胞癌恶性肿瘤浸润性生长