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基于RV32IM指令集架构的可配置处理器核的设计与研究

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基于RV32IM指令集架构的可配置处理器核的设计与研究

作者：常奕扬吉林大学

学位级别：硕士

随着电子技术的迅猛发展,全球物联网(Internet of Things,Io T)产业在近年来呈现出指数级增长的趋势。与传统的专用芯片相比,物联网芯片的庞大使用基数使得低成本成为了维持整个物联网系统可持续运转的重要指标。在传统的低成本芯片解... 详细信息

随着电子技术的迅猛发展,全球物联网(Internet of Things,Io T)产业在近年来呈现出指数级增长的趋势。与传统的专用芯片相比,物联网芯片的庞大使用基数使得低成本成为了维持整个物联网系统可持续运转的重要指标。在传统的低成本芯片解决方案中,低成本往往是和低性能相关联的,芯片厂商针对不同的单一任务往往会设计对应的仅具备单一功能的特化芯片以降低成本。然而这通常意味着针对数量繁多的任务场景需要分别设计众多的特化芯片,在任务场景繁杂的物联网应用领域中,这种做法往往会对控制芯片成本造成不利影响。此外,随着近年来我国集成电路领域受到国外的进一步打压,包括指令集、EDA工具在内的芯片基础设施的授权费用和难度均大幅上升,这进一步提高了我国芯片设计的门槛和成本控制的难度。针对上述性能与成本的矛盾,本文提出了一种基于RV32IM指令集架构的五级流水线可配置处理器核。采用开源且高效的RISC-Ⅴ指令集架构以规避诸如ARM和x86等传统商用指令集的高昂授权费用以降低成本。同时为适应复杂多变的物联网应用场景,本文提出的处理器核心采用了多个可配置的硬件模块。在低功耗模式下,本文提出的处理器核仅实现基本的RV32I子集。而在高性能模式下,处理器核心将在原有的指令集架构上进一步实现整数除法和乘法的扩展子集。此外,该处理器核心还支持监管者模式(Supervisor)、用户模式(User)以及机器模式(Machine)三个特权等级,可配置内存管理单元(MMU)以支持虚拟存储系统,同时配备有控制和状态寄存器组(CSR),上述硬件模块均是可配置的,可以针对不同应用场景选择是否在芯片中采用该硬件模块。除了可配置处理器核心,本文还进一步设计了面向低功耗简单应用和高性能复杂应用的两种片上存储系统。在低功耗模式下,处理器核心将采用紧耦合存储器(TCM)作为片上存储器,而在高性能模式下,处理器核心将采用高速缓存(Cache)作为片上存储系统,与MMU搭配使用即可实现诸如Linux等现代操作系统的运行。在上述基础之上,本文还进一步使用成熟可复用的IP搭建了基于该处理器核心的片上系统(So C)。本文提出的处理器核心的模块级仿真和系统级仿真分别采用VCS+Verdi工作流和Verilator+gtkwave工作流完成。分别使用System Verilog和System C对处理器核心的硬件逻辑和总体功能进行了测试,同时使用RISC-Ⅴ基金会的自动化测试程序对设计的处理器进行差分测试。软件仿真结束后进一步使用Xilinx公司的Artix7 FPGA对系统进行板级验证,在200MHz的时钟频率下,本文设计的处理器核心分别获得了3.51和1.48的Coremark和DMIPs跑分,其性能略优于ARM公司的经典商用MCU-Cortex M3。

关键词：数字集成电路 SoC 物联网 RISC-Ⅴ架构微控制器

大客流场景下列车时刻表与列车容量分配协同优化研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 199-207页

作者：龚聪聪杨立兴石俊刚戚建国周厚盛北京交通大学系统科学学院北京100044 华东交通大学交通运输工程学院南昌330013

为缓解城市轨道交通通勤线路中大客流车站及其下游车站的站台拥挤,降低候车乘客的聚集程度和安全风险,本文从时间和空间角度系统优化城市轨道交通列车容量资源配置。通过考虑时变客流需求和预留车厢策略,提出城轨列车时刻表与列车容量... 详细信息

为缓解城市轨道交通通勤线路中大客流车站及其下游车站的站台拥挤,降低候车乘客的聚集程度和安全风险,本文从时间和空间角度系统优化城市轨道交通列车容量资源配置。通过考虑时变客流需求和预留车厢策略,提出城轨列车时刻表与列车容量分配协同优化方法。具体地,通过引入列车发车时间、预留车厢数量和客流分配方案相关决策变量,以最小化预留车厢运营成本和站台乘客最大聚集数量为目标,建立列车时刻表与列车容量分配协同优化线性整数规划模型。其中,采用大M方法构建的客流分配约束能够满足乘客在时间和空间上的先到先服务原则。为验证所构建模型的有效性,设置4组数值算例进行对比实验,并采用优化求解器Gurobi求解。结果表明,相较于计划列车时刻表方案和两种单一优化策略方案,协同优化方案能够显著降低最大乘客聚集数量分别约为60%、52%和31%,降低乘客总等待时间分别约为29%、17%和29%。即协同优化方法能够均衡城轨列车容量的时空分布,从而有效降低站台候车乘客的聚集风险。

关键词：城市交通列车容量时空分配协同优化列车时刻表大客流场景站台拥挤

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基于VMD-SE的电力负荷分量的多特征短期预测

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中国电力 2024年第4期57卷 162-170页

作者：邵必林纪丹阳西安建筑科技大学管理学院陕西西安710399

为提高电力负荷的预测精度,提出一种基于VMD-SE的电力负荷分量的多特征短期预测方法。首先采用变分模态分解(VMD)将原始负荷分解为一系列模态分量与残差,VMD的分解层数由样本熵值(sample entropy,SE)确定;然后对比原始负荷与模态分量的S... 详细信息

为提高电力负荷的预测精度,提出一种基于VMD-SE的电力负荷分量的多特征短期预测方法。首先采用变分模态分解(VMD)将原始负荷分解为一系列模态分量与残差,VMD的分解层数由样本熵值(sample entropy,SE)确定;然后对比原始负荷与模态分量的SE值,重构为平稳分量和波动分量,来降低运算规模;同时利用皮尔逊相关系数来筛选特征变量,删除特征冗余,建立灰狼算法优化后的支持向量回归模型(GWO-SVR)和长短期记忆神经网络(LSTM)分别对平稳分量和波动分量预测;最后以某地区2018—2020年用电负荷为例进行实验。实验证明:此模型精准度高达94.7%,平均绝对百分误差降低到2.98%,具有更好的精准性和适用性。

关键词：短期预测 VMD 样本熵波动分量平稳分量 GWO-SVR 长短期记忆神经网络

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农民组织化再造的内生机制及路径优化——基于鄂南P村的调研经验

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南京农业大学学报（社会科学版） 2024年第1期24卷 49-60页

作者：苏聪聪中南财经政法大学法学院武汉 430073

乡村振兴的前提是将农民组织起来,而农民组织化程度影响着基层治理的水平。目前农民组织化建设多依赖外部资源和制度规则的输入,但收效甚微。经过实地调研发现,农民内生型的组织化建设机制展现了更为强大的动力,在返乡能人带头下,通过... 详细信息

乡村振兴的前提是将农民组织起来,而农民组织化程度影响着基层治理的水平。目前农民组织化建设多依赖外部资源和制度规则的输入,但收效甚微。经过实地调研发现,农民内生型的组织化建设机制展现了更为强大的动力,在返乡能人带头下,通过仪式性活动激发了农民的共同体意识,甚至形成了内生性的规则体系。但目前内生型组织化再造仍然面临组织建设的后备人才不足、资源供给的可持续性存疑以及内生规则的有效性有待确认等问题。为优化农民组织化建设机制,进一步提高农民参与自治的积极性,在充分激活内生性动力的同时,可强化外源性资源的赋能作用,以保障农民组织化再造的长效机制。

关键词：农民组织化再造内生规则返乡能人内生激活外源赋能

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原生广告法律监管问题研究

原生广告法律监管问题研究

作者：牟奕泓西南科技大学

学位级别：硕士

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指导教师周军教授

指导教师周军教授

作者：亢子奕电子科技大学

学位级别：硕士

面向6G太赫兹无线通信的关键机器学习技术综述（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第3期 27-51页

作者：周雯徐思聪复旦大学通信科学与工程系电磁波信息科学教育部重点实验室

太赫兹技术作为6G时代的核心通信技术，可以有效解决频段资源日益稀缺的窘境，以满足流量、连接数急剧增长的需求，实现更大的传输带宽。现有机器学习算法如深度神经网络、卷积神经网络和长短期记忆网络等，均可以有效缓解6G传输系统中... 详细信息

太赫兹技术作为6G时代的核心通信技术，可以有效解决频段资源日益稀缺的窘境，以满足流量、连接数急剧增长的需求，实现更大的传输带宽。现有机器学习算法如深度神经网络、卷积神经网络和长短期记忆网络等，均可以有效缓解6G传输系统中的强非线性效应，是实现6G太赫兹无线通信的重要手段。介绍了应用于光子毫米波和太赫兹无线传输系统的不同深度学习范式，讨论了应用光子技术办法产生超高速THz波无线信号的国内外主要进展及技术路线对比，并且对较为经典的或是目前最新的应用于太赫兹通信系统中的人工智能技术进行了介绍，同时对未来大速度、高容量的太赫兹通信技术的发展提出了展望。

关键词：太赫兹无线通信 6G 人工智能机器学习神经网络光纤通信

数字经济对各国制造业出口贸易隐含碳排放效率的影响

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数字经济对各国制造业出口贸易隐含碳排放效率的影响

作者：徐诗奕云南财经大学

学位级别：硕士

PD-1抑制剂联合化疗治疗肝内胆管癌术后患者的疗效评估及肝内胆管癌术后生存影响因素分析

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PD-1抑制剂联合化疗治疗肝内胆管癌术后患者的疗效评估及肝内胆管...

作者：伍子奕南昌大学

学位级别：硕士