检索结果-南通市图书馆

电气电子教学学报 1994年第4期17卷 26-27,31页

作者：沈嗣昌南京航空航天大学电子工程系

1 可测试设计和必要性和可能性“数字电路”是《脉冲与数字电路》课程的主要组成部分.这门课程在经历了约15年的教学之后已经比较成熟,已经形成了适合于我国国情的教学体系和方法.

关键词：可测试设计数字电路设计扫描设计移位寄存器测试生成算法故障模型印刷板时序电路结构化特定设计法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于FPGA的高速低噪声目标跟踪系统研究

基于FPGA的高速低噪声目标跟踪系统研究

作者：陈浩林广西民族大学

学位级别：硕士

视觉目标跟踪系统是图像算法领域极具吸引力的创新高地和工程领域应用广泛的智能体系。在视觉算法、建模平台、传感器、处理器架构和集成电路等技术生态取得不断的进步和互相赋能下,视觉目标跟踪系统已经广泛应用于安防监控、无人驾驶... 详细信息

视觉目标跟踪系统是图像算法领域极具吸引力的创新高地和工程领域应用广泛的智能体系。在视觉算法、建模平台、传感器、处理器架构和集成电路等技术生态取得不断的进步和互相赋能下,视觉目标跟踪系统已经广泛应用于安防监控、无人驾驶导航、工业检测与分类、军事现场侦查、军事精准制导以及航天工程等领域。视觉目标跟踪算法通常涉及格式转换、预处理、特征提取与识别和智能跟踪等重要流程,其中预处理是高精度提取目标特征和准确跟踪的重要保证,高精度需求背景下对图像降噪质量提出了更高的要求。在PC端性能与成本的制约下,图像算法的异构实现成为研究的热点,以高速度与低成本为主要研究导向,包括ASIC、FPGA和ARM平台为代表的实现方案。随着算法复杂度的提高,异构实现的功耗将成为性能与续航提高的制约,过高的功耗务必引起续航的困境以及电路系统噪声的叠加损失,散热成本将随之递增,因此系统进行低功耗优化具有重要意义。准确高效的目标跟踪系统是完成基本任务的重要保证,本文首先根据需求制定了系统方案策略,研究并实现了基于FPGA的图像传输系统,为核心算法电路的异构加速及其功耗优化提供了基础平台。针对目前既有的视频图像去噪和保真效果较差、传统硬件平台实现视觉算法效率低下和系统功耗过高导致可靠性危机等问题,完成的主要创新点及其工作如下:(1)针对视觉目标跟踪系统中特征检测与识别对图像质量要求高的问题,提出了一种具有信噪比和工程表现优势的双滤波算法模型。首先,对滤波算法的模型特性与表征进行研究分析,协同提炼影响特征检测效率的重要因素;为了准确评估模型的本质特性,设计了一种针对该系统的强鲁棒建模评估测验平台。其次,针对噪声特性进行了滤波算法优化设计,以优化像素权重比以及融合算法优势为主要策略,建立一种双滤波算法模型,旨在维护图像表征特性下尽可能减少非线性噪声。最后,基于建模评估平台对算法模型进行可靠性评估与对比,并在边缘计算端进行实际表征效果验证。实验结果表明,本文提出的滤波算法模型在算法评估平台中表现出一定的信噪比优势,该算法是传统中值、均值和高斯滤波算法在特征图上平均信噪比的2.6倍,有助于提高特征检测与跟踪效率。(2)为了提高视觉目标检测与跟踪系统的性能精度,并降低整体成本与功耗,提出了一种目标跟踪算法FPGA异构平台加速实现策略。首先,对目标跟踪系统算法建模模型的行为级进行行为分析,结合算法和硬件特性进行合理的模块划分;根据需求制定系统级和模块级SPEC文档,对电路的架构、接口、时序、资源使用和性能指标等设计规范进行制定。其次,基于层次化设计和自底向上的设计策略,从模块级到系统级进行RTL高质量数字电路设计,并针对各阶段模块进行验证平台搭建;接着针对特定工艺库参数设计综合约束脚本进行综合映射与静态时序分析,旨在保证电路时序收敛,提高目标跟踪系统性能表现和抗干扰特性。最后,基于门级网表进行布局布线,生成bit流文件进行FPGA原型验证。实验结果表明,在严谨的数字电路设计流程策略指导下,目标跟踪异构系统性能表现较好,该系统实时性是i7-7700 CPU的28.4倍,资源开销整体可控,目标收敛率同比增长了81.3%,实时处理帧率可达60fps/s。因此该异构系统具有一定的创新性与应用价值。(3)针对边缘计算系统性能、续航与成本对功耗敏感的问题,提出一种基于异构加速系统的组合低功耗设计策略。首先研究了数字电路功耗的分类及其物理机理。其次,针对数字电路功耗原理与系统特性进行优化方案与策略归纳,提出一种基于异构系统的系统级、行为级和RTL级组合低功耗设计策略。最后,根据方案进行分级低功耗设计,并对设计结果进行验证分析。实验结果表明,基于组合低功耗设计策略优化后的系统功耗表现良好,系统内功耗同比降低了15%,该系统在众多基于硬件平台实现的视觉系统中具有明显的功耗优势,能有效提高系统稳定性与续航能力。

关键词： FPGA异构平台目标跟踪双滤波算法数字电路设计低功耗设计

Transformer神经网络硬件设计及验证

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Transformer神经网络硬件设计及验证

作者：江欣阳电子科技大学

学位级别：硕士

人工神经网络是人工智能技术的重要分支,随着人工智能技术的不断发展,人工神经网络被成功应用到了各个社会领域。Transformer神经网络是一种接收序列信息并根据序列信息进行预测的人工神经网络结构,它接收序列信息并使用多头自注意力进... 详细信息

人工神经网络是人工智能技术的重要分支,随着人工智能技术的不断发展,人工神经网络被成功应用到了各个社会领域。Transformer神经网络是一种接收序列信息并根据序列信息进行预测的人工神经网络结构,它接收序列信息并使用多头自注意力进行预测,对输入序列的每个位置进行计算,能够很好地对长序列信息进行建模。虽然Transformer在多种任务上表现出色,但由于其结构复杂,参数量大,需要大量的计算资源,这限制了其应用范围。因此,设计专门的神经网络加速器来支持Transformer神经网络是必要的。通过对神经网络中涉及的算法进行硬件设计,可以为Transformer神经网络提供强大的算力支持,从而扩大其应用场景。本文首先对Transformer神经网络的基本结构以及其中的位置编码,多头自注意力机制等核心算法进行了介绍,在此基础上介绍了一种用于图像识别的Transformer结构:Vision Transformer。然后本文对通用验证方法学的基本机制进行了讲解。本文将Transformer神经网络中的算法拆解为矩阵乘加运算,归一化运算,指数运算,除法运算等算子,并针对每种算子给出了相应的硬件实现优化方法:通过并行计算结构优化矩阵运算;通过复用矩阵乘法模块实现归一化运算;通过数学近似以及泰勒展开将以自然对数为底的指数运算和除法运算转换为硬件上简单的乘法、加法和移位操作。随后本文详细阐述了Transformer神经网络硬件加速器的硬件系统架构设计,以及硬件系统中各个模块的具体设计,并使用硬件描述语言Verilog进行了代码描述。在完成硬件设计后,使用通用验证方法学对加速器中的各个模块进行仿真验证,通过为每个模块分别搭建验证平台,根据模块功能编写测试用例,来确保各模块工作符合预期。模块级验证工作完成后,将各模块的验证环境进行集成,构建系统级验证平台,在加速器上运行Vision Transformer算法识别MNIST数据集,运行结果显示硬件识别正确率为98.51%,相比软件运算正确率仅有小幅下降。最后将硬件加速器的运算速度与GPU和CPU进行比对,结果显示Transformer神经网络硬件加速器计算速度优于GPU,对比CPU有着4.4倍的性能优势,在并行识别多张图片的情况下达到了良好的加速效果。

关键词：数字电路设计 Transformer神经网络硬件加速器 UVM 功能验证

基于RRAM的存算一体芯片外围电路和并行计算设计

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于RRAM的存算一体芯片外围电路和并行计算设计

作者：高玉光西安电子科技大学

学位级别：硕士

近十年来伴随着深度卷积神经网络算法的飞速进步,视觉感知、语音识别、自动驾驶等神经网络应用得到了极大地发展,与这些新兴信息技术关联的数据呈现出三个显著的新特点:大数据量、数据种类多样性及实时端处理。使用计算机新型存算一体... 详细信息

近十年来伴随着深度卷积神经网络算法的飞速进步,视觉感知、语音识别、自动驾驶等神经网络应用得到了极大地发展,与这些新兴信息技术关联的数据呈现出三个显著的新特点:大数据量、数据种类多样性及实时端处理。使用计算机新型存算一体架构进行卷积神经网络计算时,无需将计算数据在逻辑计算单元和数据存储单元之间频繁搬运,大大降低了神经网络计算的计算延时和计算功耗,在边缘设备中具有巨大的应用前景。阻变存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM)作为一种新型的非易失性存储器,具有结构简单、集成度高、读写功耗低等优点,同时具有良好的逻辑计算性能,被认为是实现存算一体架构的重要硬件。在本文中,设计应用于边缘端设备神经网络计算的RRAM存算一体芯片,与现有的嵌入式通用MCU芯片相比,获得了10倍以上的计算能耗比提升,在边缘端设备中有良好的应用前景。本文完成基于串行外围设备接口(Serial Peripheral interface,SPI)协议的RRAM存储芯片设计,存储容量为1 Mb,额定工作频率为10 MHz。并在存储器内部设计用于卷积神经网络计算的外围电路和控制电路,实现卷积神经网络计算,完成MNIST手写数字识别应用。本文研究工作可分为以下几部分:(1)设计RRAM多级存储阵列和卷积神经网络参数存储方案。研究RRAM器件和存储阵列的基本原理,使用1T1R架构设计RRAM多级存储阵列,并使用Verilog进行行为级建模;对在RRAM存储阵列中制作的卷积计算核进行研究,设计卷积网络参数在RRAM存储阵列内的存储方案。(2)设计RRAM存算一体芯片整体架构和外围电路。根据非易失性存储器设计原理,对RRAM芯片的接口协议、指令集、工作状态寄存器进行设计。在存储器外围电路的基础上设计行列地址译码电路、数据缓存电路、感测控制电路和参考阵列;分析卷积神经网络计算的原理,设计用于卷积神经网络计算的输入映射电路、非线性整流单元(Rectified Linear Units,Re LU)激活函数电路和最大池化电路。(3)设计实现读写功能和计算功能的控制电路。设计RRAM存算一体芯片读写指令和读写控制电路,并使用读写指令完成神经网络参数的存储。使用RRAM存算一体芯片完成MNIST手写数字识别应用,设计并行计算方案用于加速神经网络计算,对比串行卷积神经网络计算方案,获得2.3倍计算速度提升,将数据缓存资源需求降低22.7倍。设计并行计算控制电路完成并行卷积神经网络计算。(4)对本文设计的RRAM存算一体芯片进行功能验证,对外围电路和控制电路进行逻辑综合。使用VCS和DVE软件对读写功能和计算功能进行仿真,验证外围电路和控制电路功能正确,并验证卷积神经网络计算结果正确,可以完成MNIST手写数字识别任务。基于TSMC 130 nm工艺库,使用逻辑综合软件DC对设计的RTL级外围电路和控制电路进行综合,验证设计电路满足10 MHz的工作频率,综合后电路面积为45123.45μm,功耗为46.5673μW。

关键词：阻变存储器存算一体外围电路设计并行计算数字电路设计

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

精确频率输出的超低时延DDS电路设计

哈尔滨工业大学学报 2019年第5期51卷 44-49页

作者：王国洪宛强姚亚峰钟梁中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院武汉430074

使用CMOS工艺设计高性能、低成本的直接数字频率合成器DDS是一项十分具有挑战性的任务.本文提出了一种模数可编程的超低时延DDS电路设计.通过增加一个辅助相位累加器,可以根据输出频率的需要来设置辅助相位累加器的输入和模数配置来产... 详细信息

使用CMOS工艺设计高性能、低成本的直接数字频率合成器DDS是一项十分具有挑战性的任务.本文提出了一种模数可编程的超低时延DDS电路设计.通过增加一个辅助相位累加器,可以根据输出频率的需要来设置辅助相位累加器的输入和模数配置来产生小数复合频率控制字,从而可以进行各种频率的精确输出,完全消除了输出频率误差.还针对CORDIC算法进行了优化改进,提出了一种仅需要小容量的查找表和简单角度校正的CORDIC实现方法,免除了迭代运算过程,设计了一种超低时延的相位幅度转换电路.在电路资源消耗没有增加的前提下,设计电路不仅实现了精确频率输出,还大大降低了电路的输出时延.验证结果表明:本DDS设计电路输出频率不存在频率误差,并且只需要两个时钟周期就能得到高精度的正余弦波输出.本设计通过对相位累加器和相位幅度转换电路的改进,消除了输出频率误差和降低了输出时延,具有输出频率精确、输出时延小、成本低等优点,更加适合输出频率精度要求高、实时性强的信号处理应用场合.

关键词：模数可编程相位幅度变换坐标旋转数字计算直接数字频率合成数字电路设计

基于Multisim仿真软件的数电基础实验教学研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

教育进展 2023年第3期13卷 1457-1462页

作者：崔彬韩亮杨威西安电子科技大学光电工程学院陕西西安

通过模块化、集成化的综合实验箱或实验台是数字电子技术基础实验课主要的教学手段。随着信息化技术的迅猛发展,传统实验箱或实验台已经不再能满足数电实验的教学需求,因此需要对数字电子技术基础实验教学模式进行改革,即先让学生使用Mu... 详细信息

通过模块化、集成化的综合实验箱或实验台是数字电子技术基础实验课主要的教学手段。随着信息化技术的迅猛发展,传统实验箱或实验台已经不再能满足数电实验的教学需求,因此需要对数字电子技术基础实验教学模式进行改革,即先让学生使用Multisim仿真软件对实验内容进行仿真调试,然后再利用数字电子实验箱,搭建实际电路完成实验。这种改进后的实验教学模式,不仅能进一步加深学生对数字电路原理的理解,还能更好地培养学生理论联系实践,分析及解决问题的能力,使数电基础实验教学达到满意的效果。

关键词： EDA技术 Mulisitim仿真数字电路设计实验教学改革

维普期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

“数字系统设计”教学改革探讨

电脑知识与技术 2022年第21期18卷 130-131页

作者：邓小莺陈全威郑能恒深圳大学电子与信息工程学院广东深圳518060

“数字电路设计”是本科电子信息类对逻辑分析和动手实践能力要求较高的工科实训课程。现有的教学方式无论从吸引力或者学生接受程度而言,均不能获得令人满意的结果。大部分学生普遍存在“重代码轻电路”的思想观念,缺少进一步学习的热... 详细信息

“数字电路设计”是本科电子信息类对逻辑分析和动手实践能力要求较高的工科实训课程。现有的教学方式无论从吸引力或者学生接受程度而言,均不能获得令人满意的结果。大部分学生普遍存在“重代码轻电路”的思想观念,缺少进一步学习的热情和动力,造成新一代合格实践性人才的培养不足和严重流失。因此,一种“先电路后代码”、“口袋实验室”和“课后项目”有机结合的教学方法被提出。学生不仅能理解数字电路和数字系统的设计技巧,而且提高自主实验、解决问题的能力,这有效地促进了“数字系统设计”的教学改革。

关键词：数字电路设计数字逻辑电路教学改革 “口袋实验室” FPGA

基于VHDL语言的74LSl60计数器电路设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

数字技术与应用 2022年第12期40卷 211-213页

作者：蔡广飞江苏商贸职业学院

目前,电子设计自动化技术(EDA)已经广泛应用于电路设计领域。本文介绍了使用VHDL语言设计74LSl60计数器,结合波形仿真工具,验证设计是否正确。1电子设计自动化技术电子技术的发展给人们生活带来巨大的改变,各类电子产品层出不穷。近年来... 详细信息

目前,电子设计自动化技术(EDA)已经广泛应用于电路设计领域。本文介绍了使用VHDL语言设计74LSl60计数器,结合波形仿真工具,验证设计是否正确。1电子设计自动化技术电子技术的发展给人们生活带来巨大的改变,各类电子产品层出不穷。近年来,电子系统的设计方法也发生革命性的转变。早期的数字电路设计,主要针对电路板进行,设计过程中,把一些具备指定的集成电路按要求摆放在电路板上,最后,通过设计电路板,完成电路功能的设计。20世纪90年代以后,基于EDA技术的电子系统设计已经成为主流^([1])。

关键词：电子设计自动化技术电子系统设计数字电路设计 VHDL语言 EDA技术电子产品集成电路电路功能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于控阈技术的并行式A/D转换器设计

电子与信息学报 2002年第2期24卷 250-256页

作者：吴训威杭国强宁波大学电路与系统研究所宁波315211 浙江大学信息电子工程学系杭州310027

该文将数字电路设计中空间-时间等效思想及阈值控制技术两者引入A/D转换器的设计,所设计出的A/D转换器在保证较高速度的同时具有相对简单的电路结构。

关键词：并行式A/D转换器设计数字电路设计控阈技术空间-时间等效

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于PCI总线的X光能谱仪图像采集系统

电子显微学报 2001年第4期20卷 398-399页

作者：涂勇韩勇刘学民杨红云张永明中科院北京科学仪器研制中心北京100080

随着现代计算机和电子技术的发展,计算机总线不断地变迁以适应用户图形接口(GUI)的需要,目前PCI总线已经逐渐取代了传统的ISA等其它总线.因此基于PCI总线的图像采集系统将会越来越广泛地应用于分析仪器中.本系统中采用了PCI总线标准(2.... 详细信息

随着现代计算机和电子技术的发展,计算机总线不断地变迁以适应用户图形接口(GUI)的需要,目前PCI总线已经逐渐取代了传统的ISA等其它总线.因此基于PCI总线的图像采集系统将会越来越广泛地应用于分析仪器中.本系统中采用了PCI总线标准(2.1版本),与PCI总线完全兼容.图像采集过程中速度最快能达到每秒133MByte,从而能最大限度地减少DMA传输时间,提高系统的效率和性能.在设计方法上也有很大的改进:数字电路的设计全部采用目前最先进的现场可编程逻辑阵列(FPGA)芯片.FPGA的设计用硬件描述语言编程来完成,设计结果可通过仿真软件来预测,而且支持在线编程;除了设计和调试的方法方便灵活外,它还具有高集成度、高性能和高速度等优点.因此, FPGA芯片的应用能在很大程度上增强系统功能,降低成本,缩短设计周期.

关键词： PCI总线 X光能谱仪图像采集系统数字电路设计仿真软件 FPGA芯片