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14-bit SAR ADC with On-Chip Digital Bubble Sorting Calibration Technology

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Chinese Journal of Electronics 2024年

作者： Hua FAN Zhuorui chen Tongrui XU Franco Maloberti Qi WEI Quanyuan FENG School of Integrated Circuit Science and Engineering (Exemplary School of Microelectronics) University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) Shenzhen Institute for Advanced Study Chongqing Institute of Microelectronics Industry Technology Department of Electrical Computer and Biomedical Engineering University of Pavia Department of Precision Instrument Tsinghua University Institute of Microelectronics Southwest Jiaotong University

This article designs a 14-bit successive approximation register analog-to-digital converter(SAR ADC).A novel digital bubble sorting calibration method is proposed and applied to eliminate the effect of capacitor mismatch on the linearity of the SAR ADC. To reduce the number of capacitors, a hybrid architecture of a high 8-bit binary-weighted capacitor array and a low 6-bit resistor array is adopted by the digital-to-analog(DAC). The common-mode voltage VCM-based switching scheme is chosen to reduce the switching energy and area of the DAC. The time-domain comparator is employed to obtain lower power consumption. Sampling is performed through a gate voltage bootstrapped switch to reduce the nonlinear errors introduced when sampling the input signal. Moreover, the SAR logic and the whole calibration is totally implemented on-chip through digital integrated circuit(IC) tools such as Design compiler, IC compiler, etc. Finally, a prototype is designed and implemented using 0.18 μm Bipolar-complementary metal oxide semiconductor(CMOS)-double-diffused MOS 1.8 V CMOS technology. The measurement results show that the SAR ADC with on-chip bubble sorting calibration method achieves the signal-to-noise-and-distortion ratio of 69.75 dB and the spurious-free dynamic range of 83.77 dB.

关键词：

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基于查询编译的SQL执行技术研究进展

计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1754-1770页

作者：潘青峰徐辰华东师范大学数据科学与工程学院上海200062 上海市大数据管理系统工程研究中心(华东师范大学) 上海200062

信息系统通常会借助数据管理系统来进行数据管理,其中SQL凭借良好的易用性和灵活性一直作为数据管理的主流查询语言,用户将编写的SQL语句交由数据管理系统执行后便可得到查询结果.执行模型的高效与否决定了系统能否快速响应用户的查询请... 详细信息

信息系统通常会借助数据管理系统来进行数据管理,其中SQL凭借良好的易用性和灵活性一直作为数据管理的主流查询语言,用户将编写的SQL语句交由数据管理系统执行后便可得到查询结果.执行模型的高效与否决定了系统能否快速响应用户的查询请求,现有执行模型主要采用解释执行和编译执行2种方式.解释执行具有良好的拓展性、可维护性等因而被大多数系统采用.不同于解释执行,编译执行为原本需要解释执行的查询生成高效的定制化代码来加速查询,带来的显著性能提升吸引了一众数据管理系统开始实现相应技术.然而,如何针对查询生成其对应的定制化代码是一个复杂的过程,在实现时需要考虑诸多方面,甚至在某些情况下,采用编译执行的查询性能可能还不及传统的火山模型.从概念、技术等角度系统地综述了编译执行技术的研究进展.首先,概述了编译执行的基本概念,对相关术语和背景知识进行了介绍;其次,分别从中间代码生成、中间表示、机器码生成与运行3个角度介绍了相关技术;最后,结合当前数据管理系统的研究趋势以及近期研究工作展望了编译执行未来的发展方向.

关键词：数据管理系统查询执行代码生成编译器即时编译

Research on General-Purpose Brain-Inspired Computing Systems

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Journal of Computer Science & Technology 2024年第1期39卷 4-21页

作者：渠鹏纪兴龙陈嘉杰庞猛李宇晨刘晓义张悠慧 Department of Computer Science and Technology Tsinghua UniversityBeijing 100084China Department of Precision Instrument Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Brain-inspired computing is a new technology that draws on the principles of brain science and is oriented to the efficient development of artificial general intelligence(AGI),and a brain-inspired computing system is a hierarchical system composed of neuromorphic chips,basic software and hardware,and algorithms/applications that embody this *** the system is developing rapidly,it faces various challenges and opportunities brought by interdisciplinary research,including the issue of software and hardware *** paper analyzes the status quo of brain-inspired computing *** by some design principle and methodology of general-purpose computers,it is proposed to construct"general-purpose"brain-inspired computing systems.A general-purpose brain-inspired computing system refers to a brain-inspired computing hierarchy constructed based on the design philosophy of decoupling software and hardware,which can flexibly support various brain-inspired computing applications and neuromorphic chips with different ***,this paper introduces our recent work in these aspects,including the ANN(artificial neural network)/SNN(spiking neural network)development tools,the hardware agnostic compilation infrastructure,and the chip micro-archi-tecture with high flexibility of programming and high performance;these studies show that the"general-purpose"system can remarkably improve the efficiency of application development and enhance the productivity of basic software,thereby being conductive to accelerating the advancement of various brain-inspired algorithms and *** believe that this is the key to the collaborative research and development,and the evolution of applications,basic software and chips in this field,and conducive to building a favorable software/hardware ecosystem of brain-inspired computing.

关键词： brain-inspired computing neuromorphic chip compiler spiking neural network

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辽代"南北面官制"再认识

历史研究 2024年第4期 88-108,M0005页

作者：陈晓伟复旦大学历史学系

"南北面官制"概念源自《辽史·百官志》对辽代"北面"和"南面"两大官僚体系的论述。通过解开《辽史·百官志》"契丹南枢密院"与"汉人枢密院"重复出现的谜团,可以发现《辽史·百官志》主体骨架和核心条目源自辽末史愿所撰《亡辽录》。这... 详细信息

"南北面官制"概念源自《辽史·百官志》对辽代"北面"和"南面"两大官僚体系的论述。通过解开《辽史·百官志》"契丹南枢密院"与"汉人枢密院"重复出现的谜团,可以发现《辽史·百官志》主体骨架和核心条目源自辽末史愿所撰《亡辽录》。这一发现不仅厘清了元末《辽史·百官志》编纂者对于辽制的理解及其编纂思路,而且揭示了"南北面官制"概念的基础并不牢固。辽代官制蕃汉杂用,部族、州县各有归属,全国统设财赋路和军事路,从中央到地方的行政系统及官僚架构并非南北二元模式。

关键词：南北面官制辽代枢密院《辽史·百官志》《亡辽录》

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uBlock算法的低延迟一阶门限实现方法

电子学报 2024年第4期52卷 1250-1259页

作者：姚富陈华范丽敏中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

目前已有文献给出了uBlock分组密码算法的侧信道防护方案,但是这些方案不仅延迟较高,难以适用于低延迟高吞吐场景,而且在毛刺探测模型下缺乏可证明安全性.针对这一问题,本文给出了在毛刺探测模型下具有可证明安全性的uBlock算法的低延... 详细信息

目前已有文献给出了uBlock分组密码算法的侧信道防护方案,但是这些方案不仅延迟较高,难以适用于低延迟高吞吐场景,而且在毛刺探测模型下缺乏可证明安全性.针对这一问题,本文给出了在毛刺探测模型下具有可证明安全性的uBlock算法的低延迟门限实现方案.此外,我们引入了Changing of the Guards技术来避免防护方案在执行过程中需要额外随机数.对于防护方案的安全性,我们用自动化评估工具SILVER验证了S盒的毛刺探测安全性,并用泄露评估技术TVLA(Test Vector Leakage Assessment)验证了防护方案的整个电路的安全性.最后,我们用Design compiler工具对防护方案的性能消耗情况进行了评估.评估结果显示,与序列化实现方式的uBlock防护方案相比,我们的防护方案的延迟能够减少约95%.

关键词：密码芯片 uBlock算法侧信道攻击与防护掩码技术门限实现 Changing of the Guards

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明代《南京尚宝司志》编繁研究

中国地方志 2024年第1期 41-58,M0004,M0005页

作者：陈奕婷中国美术学院创新设计学院

现藏于南京图书馆的孤本《南京尚宝司志》,是明代南京尚宝司的官署志,成书于天启三年仲夏。该书倡修者系南京尚宝司卿傅宗皋,实际执笔者为南京国子监监生潘焕宿。《南京尚宝司志》编修的缘起,与万历、泰昌两朝实录的史料搜集暨纂修官董... 详细信息

现藏于南京图书馆的孤本《南京尚宝司志》,是明代南京尚宝司的官署志,成书于天启三年仲夏。该书倡修者系南京尚宝司卿傅宗皋,实际执笔者为南京国子监监生潘焕宿。《南京尚宝司志》编修的缘起,与万历、泰昌两朝实录的史料搜集暨纂修官董其昌的奉旨南行有关。《南京尚宝司志》通过对《大明会典》等典制文献的重新组织,建构了围绕尚宝司职掌的明代朝廷征信之物的知识体系。编纂人员的选聘和参考资料的来源则体现出修志过程中官、私两方面人力、物力的协作。

关键词：南京尚宝司志官署志方志编尚宝司

DBI-Go:动态插桩定位Go二进制的非法内存引用

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软件学报 2024年第6期35卷 2585-2607页

作者：陈金宝张昱李清伟丁伯尧中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230026

Go语言,也称Golang,由于其语法简单、原生支持并发、自动内存管理等特性,近年受到很多开发者的欢迎.Go语言期望开发者不必了解变量或对象是分配在栈上还是在堆中,而由Go编译器的逃逸分析来决定分配位置,再由Go垃圾收集器自动回收无用的... 详细信息

Go语言,也称Golang,由于其语法简单、原生支持并发、自动内存管理等特性,近年受到很多开发者的欢迎.Go语言期望开发者不必了解变量或对象是分配在栈上还是在堆中,而由Go编译器的逃逸分析来决定分配位置,再由Go垃圾收集器自动回收无用的堆对象.Go的逃逸分析必须正确决定对象的分配位置以保证内存状态的正确性.然而,目前Go社区中逃逸相关问题频发,潜在导致程序崩溃等致命问题,而目前对该方面的研究缺失.为有效检测编译器生成的代码是否存在可能引起运行时崩溃的非法内存引用,填补研究空白,对Go程序执行进行抽象建模,并提出两条判定写入违例的规则.基于这两条规则,克服Go二进制中高层语义缺失、运行时信息不便获取等挑战,设计一个轻量化的分析工具***-Go采用静态分析加动态二进制插桩的分析方式,基于动态二进制分析框架Pin来实现,可以识别Go二进制中违例的store指令.实验结果表明,DBI-Go可以检测出Go社区中所有已知的逃逸相关Issues;DBI-Go还发现一个目前Go社区未知的问题,该问题已经得到确认.在实际项目上的应用则表明DBI-Go可以帮助开发人员找出逃逸算法的错误.测试结果还表明DBI-Go采取的措施可以有效降低误报率且在93.3%的情况下带来的额外运行时开销小于原先的2倍.同时,DBI-Go无需修改Go的编译运行时,可以适配不同版本的Go,有较高的适用性.

关键词：二进制分析动态二进制插桩静态分析 Go 编译器测试逃逸分析

Quafu-Qcover:Explore combinatorial optimization problems on cloud-based quantum computers

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Chinese Physics B 2024年第5期33卷 104-115页

作者：许宏泽庄伟峰王正安黄凯旋时运豪马卫国李天铭陈驰通许凯冯玉龙刘培陈墨李尚书杨智鹏钱辰靳羽欣马运恒肖骁钱鹏顾炎武柴绪丹普亚南张翼鹏魏世杰增进峰李行龙桂鲁金贻荣于海峰范桁刘东胡孟军 Beijing Academy of Quantum Information Sciences Beijing 100193China State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics Department of PhysicsTsinghua UniversityBeijing 100084China Institute of Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Frontier Science Center for Quantum Information Beijing 100184China School of Physical Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation UCASBeijing 100190China

We introduce Quafu-Qcover,an open-source cloud-based software package developed for solving combinatorial optimization problems using quantum simulators and hardware ***-Qcover provides a standardized and comprehensive workflow that utilizes the quantum approximate optimization algorithm(QAOA).It facilitates the automatic conversion of the original problem into a quadratic unconstrained binary optimization(QUBO)model and its corresponding Ising model,which can be subsequently transformed into a weight *** core of Qcover relies on a graph decomposition-based classical algorithm,which efficiently derives the optimal parameters for the shallow QAOA ***-Qcover incorporates a dedicated compiler capable of translating QAOA circuits into physical quantum circuits that can be executed on Quafu cloud quantum *** to a general-purpose compiler,our compiler demonstrates the ability to generate shorter circuit depths,while also exhibiting superior speed ***,the Qcover compiler has the capability to dynamically create a library of qubits coupling substructures in real-time,utilizing the most recent calibration data from the superconducting quantum *** ensures that computational tasks can be assigned to connected physical qubits with the highest *** Quafu-Qcover allows us to retrieve quantum computing sampling results using a task ID at any time,enabling asynchronous ***,it incorporates modules for results preprocessing and visualization,facilitating an intuitive display of solutions for combinatorial optimization *** hope that Quafu-Qcover can serve as an instructive illustration for how to explore application problems on the Quafu cloud quantum computers.

关键词： quantum cloud platform combinatorial optimization problems quantum software