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一种低功耗高噪声源真随机数设计

电子与信息学报 2020年第10期42卷 2566-2572页

作者：魏子魁胡毅金鑫李振国冯文楠冯曦唐晓柯北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室北京100192 北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京100192

通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究,设计了一种新型的低频时钟电路,可以把电阻热噪声放大100倍以上,从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值,使电路的面积和功耗减少,并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 4... 详细信息

通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究,设计了一种新型的低频时钟电路,可以把电阻热噪声放大100倍以上,从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值,使电路的面积和功耗减少,并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 40 nm CMOS工艺设计,完成了流片和测试,真随机数产生器输出速度范围为1.38~3.33 Mbit/s,电路整体功耗为0.11 mW,面积为0.00789 mm2。随机数输出满足AIS31真随机数熵源测试要求,并且通过了国密2安全测试。

关键词：真随机数产生器电阻热噪声低频时钟jitter 低功耗

基于竞争双深度Q学习的智能电表隐私保护与成本管理

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2021年第4期33卷 554-561页

作者：王峥郭彦聂峥庞振江臧志成巩永稳北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室、电力芯片设计分析实验室北京100192 浙江华云信息科技有限公司杭州310000

智能电表能够实时采集、计算、存储和传输电力数据,对智能电网的运转起着关键性的作用。配备储能设备的智能家居是智能电表的一种重要的应用场景,它的发展面临隐私数据泄露隐患和高用电成本2个问题,需要研究两者的权衡优化策略。系统模... 详细信息

智能电表能够实时采集、计算、存储和传输电力数据,对智能电网的运转起着关键性的作用。配备储能设备的智能家居是智能电表的一种重要的应用场景,它的发展面临隐私数据泄露隐患和高用电成本2个问题,需要研究两者的权衡优化策略。系统模型考虑了2种不同类型的储电设备,并建立了电表数据泄露和用电成本量化的权衡模型。考虑到传统深度强化学习存在过度估计和收敛慢的缺陷,提出一种基于竞争双深度Q学习的储能电器功率分配方法,实现了性能优化的目标。仿真结果表明,对比传统的深度Q学习和双深度Q学习方法,所提方法在隐私保护和成本控制2方面能获得更好的性能。

关键词：智能家居智能电表功率分配隐私保护成本管理竞争双深度Q学习

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用于就地化保护关键技术的SoC设计

电力系统保护与控制 2019年第21期47卷 150-155页

作者：于同伟丁岳李良王峥国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁沈阳110000 北京智芯微电子科技有限公司(国家电网公司重点实验室、电力芯片设计分析实验室) 北京100192

以解决变电站继电保护中存在因多个功能芯片导致的系统可靠性降低、运维难度增大为目的,提出了基于双核Cortex-A9的自研智能就地化保护SoC芯片。该芯片通过采用基于节点冗余算法的HSR环网结构,确保环内任何一个元件或链路阻塞时,报文均... 详细信息

以解决变电站继电保护中存在因多个功能芯片导致的系统可靠性降低、运维难度增大为目的,提出了基于双核Cortex-A9的自研智能就地化保护SoC芯片。该芯片通过采用基于节点冗余算法的HSR环网结构,确保环内任何一个元件或链路阻塞时,报文均能沿另一方向传递至主机。使用多采样率多通道的动态可重构ADC采集模块,使芯片可以根据不同实时性要求进行软件修改。采用时钟数据恢复对FT3码流进行处理,以提高信息传输的可靠性。在UMC55工艺下,完成了该芯片的版图设计,芯片面积为5.3×5.3 mm,主时钟频率可达到500 MHz。仿真结果验证了所提出芯片的可行性和先进性。

关键词：智能变电站就地化保护 SoC HSR环网可重构ADC 时钟数据恢复

面向心电检测的混合多模卷积神经网络加速器设计

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电子与信息学报 2023年第1期45卷 33-41页

作者：刘冬生魏来邹雪城陆家昊成轩胡昂李德建赵旭蒋曲明华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 国家电网电力工业芯片设计与分析技术重点实验室北京智芯微电子科技有限公司北京100000 楚天龙股份有限公司东莞523000

随着医疗资源日益匮乏以及人口老龄化日趋严重,心血管疾病已对人类健康造成了极大的威胁。具有心电(ECG)检测的便携式设备能有效降低心血管疾病对患者的威胁,因此该文设计了一种面向心电检测的混合多模卷积神经网络加速器。该文首先介... 详细信息

随着医疗资源日益匮乏以及人口老龄化日趋严重,心血管疾病已对人类健康造成了极大的威胁。具有心电(ECG)检测的便携式设备能有效降低心血管疾病对患者的威胁,因此该文设计了一种面向心电检测的混合多模卷积神经网络加速器。该文首先介绍了一种用于心电信号分类的1维卷积神经网络(1D-CNN)模型,随后针对该模型设计了一种高效的卷积神经网络(CNN)加速器,该加速器采用了一种多并行展开策略和多数据流的运算模式完成了卷积循环的加速和优化,能在时间上和空间上高度复用数据,同时提高了硬件资源利用率,从而提升了硬件加速器的硬件效率。最后基于Xilinx ZC706硬件平台完成了原型验证,结果显示,所设计卷积神经网络加速器消耗的资源为2247 LUTs, 80 DSPs。在200 MHz的工作频率下,该设计的整体性能可达到28.1 GOPS,并且硬件效率达到了12.82 GOPS/kLUT。

关键词：卷积神经网络心电信号分类卷积循环展开硬件实现

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基于安全芯片的电力物联网统一身份认证技术

电力设备管理 2021年第15期 263-265页

作者：王振林陈奇辉戴铭刘国营张兴北京智芯微电子科技有限公司/国家电网公司重点实验室/电力芯片设计分析实验室

随着信息化程度的加深,电力物联网中各种安全问题日渐显现,如盗用账号、越权访问、发布非法信息以及数据篡改等问题在各级电力部门都时有发生,并呈上升趋势,安全问题自然成为重中之重。

关键词：电力物联网身份认证安全芯片数字证书生物特征认证服务器

基于TrustZone技术的微处理器芯片架构

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电子设计工程 2020年第2期28卷 189-193页

作者：刘亮陈震北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室

安全是物联网发展面临的最大问题之一,对物联网设备的安全攻击包括通信攻击、物理攻击、软件攻击等多种方式。针对物联网面临的软件攻击威胁,ARM在V8M架构中引入Trustzone技术,使M系列架构的处理器支持TrustZone技术,实现了硬件层次对... 详细信息

安全是物联网发展面临的最大问题之一,对物联网设备的安全攻击包括通信攻击、物理攻击、软件攻击等多种方式。针对物联网面临的软件攻击威胁,ARM在V8M架构中引入Trustzone技术,使M系列架构的处理器支持TrustZone技术,实现了硬件层次对抗软件攻击的手段。由于M系列微处理器芯片和A系列应用处理器面向的应用不同,ARM V8M架构的TrustZone下和A系列的TrustZone技术存在区别。本文介绍ARM V8M架构芯片总线结构以及数据通路,做为基于ARM V8M TrustZone技术的芯片设计参考。基于ARM V8M TrustZone技术的微处理器芯片架构,芯片中的存储空间分为安全域和非安全域两部分,用IDAU和SAU定义Master发出地址的安全属性,用MPC、PPC等组件保护存储数据和外设资源不被非法访问,实现安全域和非安全域的硬件隔离保护。

关键词： ARMV8M TrustZone 微处理器物联网安全

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基于电子标签的在线物资监测系统应用

电子技术（上海） 2021年第2期50卷 19-21页

作者：聂琪鹤张瑞峰刘冬梅朱云良史胜玉北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室北京100192

阐述电力重点物资的运输过程管控在现代供应链及集约化管理环节中起着至关重要的作用。针对重点物资在运输过程中的颠簸、倾覆及温度等部分状态监管不足的问题,利用在线标签,将RFID技术、无线传感技术、实时定位技术应用到电力重点物资... 详细信息

阐述电力重点物资的运输过程管控在现代供应链及集约化管理环节中起着至关重要的作用。针对重点物资在运输过程中的颠簸、倾覆及温度等部分状态监管不足的问题,利用在线标签,将RFID技术、无线传感技术、实时定位技术应用到电力重点物资的在途监测管理,实现人、机、物的泛在接入、全面感知和信息高效处理,提高电力物资供应保障能力和全过程质量管控水平。

关键词：在线标签在途监测物联网

320 nm AlGaN肖特基型紫外探测器的研制

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电力电子技术 2020年第2期54卷 117-119页

作者：刘芳张海峰陈燕宁付振北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室北京100192 北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠集成电路设计工程技术研究中心北京100192

制备了i-AlGaN/n-AlGaN肖特基结构的背照射AlGaN紫外光电探测器,并进行了光电性能的研究。室温下发现光电探测器的截止波长为320 nm,但在350~400 nm之间存在宽广的深能级响应。通过对探测器进行电流-电压和电容-电压的测试,分析了350~40... 详细信息

制备了i-AlGaN/n-AlGaN肖特基结构的背照射AlGaN紫外光电探测器,并进行了光电性能的研究。室温下发现光电探测器的截止波长为320 nm,但在350~400 nm之间存在宽广的深能级响应。通过对探测器进行电流-电压和电容-电压的测试,分析了350~400 nm之间深能级响应谱出现的原因。电流-电压测试结果表明理想因子在2以上,说明正向输运机制中存在由缺陷能级引起的复合电流,电容平方倒数对电压斜率的变化表明在该探测器本征层中存在由缺陷引起的深能级响应。两种测试分析结果均表明该响应由本征层中的缺陷引起。

关键词：紫外探测器光电性能缺陷

DOE方法在ESD及LU测试故障定位方面的应用研究

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固体电子学研究与进展 2020年第3期40卷 226-232页

作者：鹿祥宾陈燕宁张海峰原义栋钟明琛张志刚北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室北京100192 北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京100192

介绍了一种通过因果图及DOE(试验设计)对ESD及LU测试中出现的复杂失效问题进行快速分析定位的方法。该方法通过因果图的制定,全面建立可能造成失效的各个层级的影响因子;通过两个层次DOE设计,以最少的测试次数筛选出最关键的影响因子。... 详细信息

介绍了一种通过因果图及DOE(试验设计)对ESD及LU测试中出现的复杂失效问题进行快速分析定位的方法。该方法通过因果图的制定,全面建立可能造成失效的各个层级的影响因子;通过两个层次DOE设计,以最少的测试次数筛选出最关键的影响因子。最终发现I-V曲线测量时电压设定过大以及I-V曲线测量达到一定次数是触发本次失效问题产生的根本原因。该分析方法可以作为ESD及LU测试中失效分析的有力补充。

关键词：静电放电闩锁效应 I-V曲线测试因果图试验设计失效分析